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. 6.4. Роль отдельных э( ЭМИ в обосновании переносимых


<1<

Время облучения, ч

Рис. 6.5. Соотношение уровней риска и времени ЭМ-облучения для "пр лов" (/ и 2) и населения (i):

/ ~ доза оправданного риска оценивается экспериментально с после экстраполяцией на человека; 2 - переносимая доза (проверяется гигиенически эпидемиологическими исследованиями); 3 - предел дозы (в основном она до базироваться на гигиенических и эпидемиологических наблюдениях). Левая ната - уровень риска без коэффициента запаса, правая ордината - с коэффии запаса 10

Генетический эффект при изучении вредности ионизирующего чения на население является одним из ведущих показателей, однако! оценке биологической эффективности ЭМИ ему отводится после место. Не было получено достоверных фактов влияния этого фа на наследственные структуры, хотя теоретически это возможно. Изв но, что тепловое воздействие в экспериментах на мухе-дрозофиле о* вает мутагенный эффект.

Использование при нормировании ЦНС как критической систел представляется возможным ввиду сложности количественной он доза-эффект. Применительно к ЭМИ это сделать также не менее сл но (см; рис. 2.1).

Выше говорилось о факторе риска как критерии нормирования, тались обосновать значение риска в 0,1%, которое можно принять в честве значения профессионального риска, и значение, в 10 раз ме для населения. Очевидно, зто справедливо и для ЭМИ. На рис. 6.5 уровни порога риска соотнесены с соответствующими категориями и временным параметром. Можно воспользоваться другими соотно ниями, принятыми при установлении медицинских стандартов для зирующего излучения (НРБ-69), где в качестве исходной точки при норматив облучения профессиональных работников [14]: для гру А-1/30, Б-1/10, В-1 (профессиональное облучение). Г-15. Норл эти коэффициенты к уровням риска, получаем 0,003; 0,01; 0,1 и Таким образом, основная задача заключается в установлении норма ной дозы ЭМИ для персонала.

Американские стандарты основаны на использовании теплового эффекта как критерия нормирования ЭМИ. Философия такого подхода довольно подробно изложена в работах Швана, Майкелсона [45], Телла Л Харлена [154]. Методология обоснования нормативов в нашей стране хорошо известна [11, 47, 48, 56, 63]. Она основана на учете прежде всего датофизиологических сдвигов в ЦНС, сердечно-сосудистой и кроветворной системах, а также гигиенических наблюдениях на производстве.

Оставим в стороне дискуссию по правомочности тех или иных подходов. Главное, в чем мы глубоко убеждены, - это то, что нормативы для профессиональных работников должны основываться на менее жестких подходах, включающих помимо медицинских эргономические и экономические аспекты, в то время как обоснование максимально допустимой нагрузки ЭМИ для населения требует более жесткого подхода, основанного прежде всего на медицинских и экологических критериях. Отсюда и диапазон доз, отражающих нормативы для персонала, должен быть более широким: критическая доза, доза оправданного риска и, наконец, максимально переносимая доза. Для населения, по нашему мнению, категорирование дозовых уровней нецелесообразно - норматив должен быть единственным и более жестким, чем для персонала, связанного с источниками ЭМ-излучений.

Получение нормативных значений для человека при облучении ЭМИ может идти тремя путями. Первый путь - определение безопасных уровней теплового воздействия ЭМИ с учетом общности теплового стресса у всех теплокровных, в том числе у человека, и отсутствия специфичности разных тепловых факторов. Второй путь - экспериментальный. Получение минимально значимого эффекта на животных и признание с той же долей вероятности этого и для человека. Есть третий путь, который может объединить эти два подхода: экстраполяция экспериментальных данных, полученных в области интенсивных ЭМИ, вызывающих совершенно определенные достоверные эффекты вплоть до эффектов гибели, доказательств стохастичности доза -ээфект с последующей экстраполяцией на уровни допустимого риска для человека.

Первое и достаточно разумное предложение, основанное на тепловом балансе человека, было сделано Шваном в 1953 г. (цит. [45]). Тело человека в нормальных условиях способно рассеять 0,01 Вт/см (10 мВт/см) тепла в окружающее пространство. Это соответствует энерготратам человека при легкой работе (см. табл. 5.1). При определенных благоприятных условиях теплоотдача может достигать 100 мВт/см.

В качестве основного норматива АНИС принял значение, равное 10 мВт/см [45]. Доказательству этой величины с тех же позиций посвящена очень обстоятельная работа Телла и Харлена [154]. В качестве Дополнительного критерия принимается отсутствие увеличения внутренней температуры более чем на 1 °С.

Результаты анализа литературных данных, а также собственных экспериментальных исследований по биологическому действию ЭМИ можно сформулировать в виде следующих выводов и положений, отражающих i Нашу точку зрения.



При общем облучении СВЧ-полем возникающие изменения физиол ческих функций являются отражением теплового стресса, как и других видах электромагнитной энергии.

Стрессорные проявления наступают тогда, когда дополните тепловая нагрузка приближается к основному обмену (Вт/кг): мыщей - примерно 10, для крыс - 5, для собак - 2. Увеличение тепло нагрузки ЭМИ вдвое и более по сравнению с основным обменом при j тельном облучении приводит к серьезным физиологическим сдви

Изменения температуры тела и области гипоталамуса можно гистрировать при увеличении основного обмена на 20-30%; нижний пс флуктуации основного обмена составляет примерно 10%.

Существует совершенно четкая зависимость доза-эффект, коте можно анализировать с привлечением методов, принятых в радиобио гии ионизирующих излучений.

Необходимо строго различать эффекты, вызванные ЭМИ с боль интенсивностью и малым временем облучения и низкой ППЭ и длите ным временем облучения; в первом случае отчетливо выявляется цифика ЭМИ по тепловому распределению в организме поглои знергии.

Тепловое моделирование ЭМИ имеет ограниченное применение -нагрузке, равной или больше основного обмена, когда преимуществ "работают" такие параметры биологической системы, как поверхно и масса тела.

Большинство биологических эффектов ЭМИ справедливо только области сформировавшейся волны; дозиметрия в ближней зоне прогнозируется.

Немногочисленные наблюдения по "слабым взаимодействиям" треб дальнейших исследований; применение коэффициента запаса, равного в какой-то степени учитывает возможные непредсказуемые эффе*

При установлении различных категорий переносимых доз при воз ствии ЭМИ на человека мы основывались на следующих допуще

Основные биологические эффекты, обнаруживаемые у живогв в той же степени свойственны и человеку.

При определенных значениях ППЭ гибель может наступить и у челе ка. Зависимость гибели от дозы также будет подчиняться стохастиче закономерностям.

Эффекты по гибели коррелируют с уровнем теплонакопления и пературой "ядра" (ее отражением может служить уровень ректа температуры) животного.

"Порог" действия ЭМИ может быть определен по критерию ри гибели; за уровень недетерминированной гибели принят 0,1%, уровней риска человека 0,01-1%.

Восстановление после воздействия ЭМИ обладает очень высокой ростью, кумулятивные эффекты играют несущественную роль при тельном облучении ЭМ-полем; эти параметры оцениваются строго ко чественно.

Внутренняя температура тела при длительном облучении на 0,01-0,1%-ной гибели является аналогом поглощенной дозы; через 138

логическую эффективность поглощенной дозы оценивается эффективная доза; при большой интенсивности эффективная доза практически отличается от поглощенной дозы.

При увеличении мощности дозы при постоянной накопленной дозе gce большее значение приобретают локальные эффекты и при времени облучения, меньшем 5 мин (время кровообращения в головном мозге), общие тепловые модели могут не работать; причиной тому является "ложное" срабатывание центров терморегуляции.

Возникновение локальных "горячих" точек при определенных частотах является частным случаем общего неконтролируемого облучения (населения), и введение коэффициента запаса сглаживает неопределенность биологического действия ЭМИ.

Методология экстраполяции экспериментальных данных на человека не должна принципиально отличаться от той, которой пользуются в радиобиологии ионизирующих излучений.

Получаемые значения переносимых доз должны иметь две градации: для профессионалов - персонала (контролируемые условия облучения) и населения (относительно трудно контролируемые условия облучения).

Риск при действии ЭМИ для персонала не должен быть ниже самого низкого уровня риска для человека и больше, чем при облучении ионизирующим излучением в течение 40 лет в дозе 1 бэр в год [0,01 Дж/(кгх

X год) ] .

Уровень риска для населения должен быть по крайней мере в 10 раз ниже допустимого уровня для персонала.

Основываясь на этих положениях, мы представляем наши соображения по экстраполяции экспериментальных данных на человека по критерию гибели, равной или меньше 0,1%, для частот 2-3 ГГц. В гл. 3 приведены экспериментальные данные и соответствующие соотношения между ППЭ и экспозиционной дозой облучения, определены пороги интенсивности, которые составили при t> 60 мин (мВт/см): для мышей -25, крыс - 40 и собак - 80. При Г < 60 мин существует логарифмическая зависимость" между ППЭ и экспозиционной дозой облучения. Коэффициент регрессии для всех изученных видов равен - 0,7.

В табл. 6.2 приведены некоторые физиологические параметры для различных животных, которые тесно связаны с тепловым гомеостазом. В качестве основного параметра выбрана масса тела. Как видно из Табл. 6.2, с массой тела коррелируют такие параметры, как поверхность тела, основной обмен, частота пульса и дыхания, легочная вентиляция. Период полуобмена воды и потребление кислорода. Между массой тела и этими показателями существует обратная зависимость с коэффициентом регрессии 0,25. Даже у деревьев имеется связь между потреблением кислорода и массой со сходным с теплокровным наклоном кривой. Такая зависимость у столь разнообразных видов животных и растений позволяет рассматривать этот феномен как общебиологический [77]. Для пороговых значений (уровень риска 0-0,1%) интенсивность хорошо Коррелирует с массой и поверхностью тела (г = 0,99) (рис. 6.6).

Экстраполированное значение ППЭ для человека составило 120-125 мВт/см (табл. 6.2). Таким образом, переносимым значением УПМ



Таблица 6.2. Основные физиологические параметры человека, собаки, i и мыши и их сравнение с пороговыми значениями ППЭ ЭМИ

Физиологический параметр

Человек

Собака

Крыса

Масса тела, кг

0.25

0,023

Поверхность тела, м

0,44

0.045

о,оо«

Частота пульса в 1 мнн

Частота дыхания в 1 мин

Легочная вентиляция, см/ (г.мин)

0,13

0,19

0,65

1.24

Период полуобмепа воды, сут

Потребление кислорода, л/ (кг-ч)

0,21

0.33

0.87

1,65

Основной обмен, мВт/см [ 1 л/ (кгч)

4.56

4,60

3,13

3,83

Ог =5,6 мВт/г) мВт/г

1,17

1,84

4,85

9.20

Значение ППЭ ЭМИ (2,4 ГГц), не вызы-

вающей гибели более 0,1%:

мВт/см

120*

мВт/г

~3.2

Примечание. Ид=53,5Л/~°";

Ис=24Ш

-0,25. J.

=0,675Д/"

-0,25

где Кд, Кс, У О-л М соответственно частота дыхания (в 1 мнн), частота пульса i (в 1 мнн), потребление кислорода {л/ (кгч) ] и масса тела (кг).

* Экстраполяция по массе тела / = НМ*при экстраполяции по поверхн<

тела (/ =95*, где / - интенсивность ЭМИ, мВт/см; S - поверхность тела, ППЭ равна 125 мВт/см.

АВт/кг


Рнс. 6.6. Соотношение падающей (/) и попш шейной (Р) переносимой мошности дозы ЭМ1 для частоты 2,4 ГГц в зависимости от масс! тела (М) (условия свободного пространстн без учета отражающих поверхностей). Перен симая мощность дозы для человека / = 120 мВт/см\ Р =3,5 Вт/кг:

/ - мышь, 2 - крыса, 3 - собака, 4 -ловек

Oft1 0,1 1

10 М,кг

для человека при длительном облучении можно считать прим 4 Вт/кг.

Предполагая, что аналогичная зависимость от времени об существует и при ППЭ более 100 мВт/см, получаем

lg/= 3,25-0,71gr, />2ГГц, (i

где /- интенсивность, мВт/см; t - время облучения, мин.

Если принять коэффициент злпаса равным 10, то он перекроет ние значения УПМ для частот 10 Гц - 10 ГГц (0,04-0,2) и уме уровень риска до 0,01%! Тогда выражение (6.1) будет иметь вид

lg/=2,25-0,71gr (5<г<60). (б

Предел "работы" формулы: 5 мин - цикл кровообращения в моэ


30 t,miM

Рис. 6.7. Переносимые значения ППЭ (/) и УПМ (Р) для условий свободного пространства и отсутствия отражающих поверхностей в зависимости от времени (f) облучения. Профессиональное облучение: / - по ППЭ, 2 - по ППЭ (условия резонанса), i - по УПМ; население; 4 - по ППЭ, 5 - по УПМ; б - критические значения ППЭ для человека, полученные путем экстраполяции экспериментальных данных (f = 2,4 ГГц); 7 - данные Блокли (цит. по [82]) по переносимости человеком тепловой нагрузки при физических упражнениях; 8 - переносимые уровни ППЭ (2.4 ГГц) по критерию увеличения температуры тела на 1°С (экстраполированные данные)

60 мин - время облучения, при котором ППЭ составляет 10 мВт/см (/ = 2,4 ГГц) или 0,3-0,4 Вт/кг.

На рис. 6.7 изображена зависимость времени облучения от ППЭ и УПМ для резонансных и остальных частот. Для пересчета интенсивностей ЭМИ в УПМ использовали коэффициенты 0,04-0,2 (см. гл. 1).

Даже для резонансных условий при 10 мВт/см УПМ составляет всего 2 Вт/кг, что соответствует эиерготратам при умеренной физической нагрузке. При неконтролируемых условиях облучения следует учесть, что резонансная область частот занимает в общем радиочастотном диапазоне (0,001-300 ГГц) около 0,02%.

Для населения получено пороговое значение ППЭ в 1 мВт/см (для /=2-гЗ ГГц), или 0,04 Вт/кг, а для условий резонанса (/=40-ь 100 МГц) - 0,2 Вт/кг, что не превысит обычную физиологическую флуктуацию основного обмена (см, табл. 5.1).

В качестве критического значения ППЭ и )[ПМ (мощность дозь! оправданного риска) в строго контролируемых условиях (отсутствие заземления и отражающих поверхностей) может быть рассмотрена ППЭ, равная 50 мВт/см (/ = 2,4 ГГц), или УШЛ, равное 2 Вт/кг, при времени облучения не более 5 мин.



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



0.0126
Яндекс.Метрика