![Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]](/i/b/3276/200199.png "Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]")
![Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]](/i/d/3879/200199/450/1.png "Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]")
![Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]](/i/d/3879/200199/450/2.png "Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]")
![Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]](/i/d/3879/200199/450/3.png "Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]")
![Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]](/i/d/3879/200199/450/4.png "Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]")
![Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]](/i/d/3879/200199/450/5.png "Комплексная гигиеническая оценка ионизации воздушной среды закрытых помещений [Электронный ресурс]")
Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы. Современное состояние проблемы 11
1.1. Этапы изучения воздействия искусственной ионизации воздуха на человека 11
1.2. Аэроионы и воздушная среда помещений 13
1.3. Оценка воздействия аэроионизации на человека 20
1.4. Гигиеническая регламентация аэроионов 27
ГЛАВА 2. Объем, объекты и методы исследования.. 31
2.1. Типы аэроионизаторов и оборудование для изучения их характеристик 31
2.2. Аналитические методы оценки химического состава воздуха закрытых помещений 32
2.3. Методы оценки самочувствия и состояния здоровья человека 33
2.4. Тест на индукцию доминантных летальных мутаций в половых клетках D.melanogaster 42
2.5. Метод оценки уровня микроядер в лимфоцитах человека, культивируемых в условиях цитокинетического блока 45
ГЛАВА 3. Сравнительная гигиеническая оценка современных электрических аэроионизаторов ... 52
ГЛАВА 4. Оценка влияния ионизации на химический состав воздуха помещений с учетом процессов трансформации 56
ГЛАВА 5. Оценка влияния аэроионизации на человека при длительном воздействии оптимальных доз в профилактических целях 67
ГЛАВА 6. Оценка влияния аэроионизации на человека при воздействии ионного фактора на верхней границе ПДК и выше 71
ГЛАВА 7. Оценка генотоксических эффектов при воздействии ионного фактора 78
ГЛАВА 8. Заключение 95
Выводы 107
Литература 111
Приложения 123
- Оценка воздействия аэроионизации на человека
- Тест на индукцию доминантных летальных мутаций в половых клетках D.melanogaster
- Оценка влияния ионизации на химический состав воздуха помещений с учетом процессов трансформации
- Оценка влияния аэроионизации на человека при воздействии ионного фактора на верхней границе ПДК и выше
Оценка воздействия аэроионизации на человека
Гигиеническое значение факторов окружающей среды определяется их влиянием на здоровье, работоспособность и самочувствие человека. С этой точки зрения ионизация воздуха, относящаяся к микроклиматическим факторам, имеет большое значение. Степень воздействия этого фактора в обычных условиях жизни и деятельности человека может быть различной и проявляться не только в виде самостоятельного влияния аэроионизации на организм, но и в совокупности действия с другими физическими и химическими факторами. Современное представление о влиянии условий внешней среды на организм человека свидетельствует о необходимости учета всех возможных воздействий этой среды, начиная от резко выраженных и заканчивая мало ощутимыми, но способными при длительном действии оказывать существенное влияние на организм. Кроме того, важно учитывать, что один и тот же фактор может быть для человека то более сильным, то более слабым в зависимости от функционального состояния организма.
В 1934 году Чижевский А.Л. и Васильев Л.Л выдвинули гипотезу «органического электрообмена». Считалось, что электрические заряды аэроионов меняют величину естественного электроотрицательного заряда биоколлоидов плазмы и форменных элементов крови, вследствие чего происходит разбалансировка электрически уравновешенной коллоидной системы организма, что проявляется соответствующими физиологическими эффектами. Позднее, в работах Скоробогатовой A.M. (1988) была выдвинута гипотеза рефлекторного механизма воздействия аэроионов (Скоробогатова A.M., 1964, 1988; Скоробогатова A.M., Плющ О.Г., Третьяк И.О., 1988). Было установлено, что при прохождении ионизированного воздуха по дыхательным путям большая или меньшая часть легких и тяжелых ионов отдает свои заряды стенкам воздухоносного тракта. Таким образом, возможна полная деионизация вдыхаемого воздуха на уровне бифуркации трахеи, основным же местом нейтрализации аэроионов является носоглотка.
Аэроионы, в зависимости от знака заряда, рассматриваются как донаторы или акцепторы электронов и считаются способными влиять на окислительно-восстановительные процессы в тканях, поскольку способствуют образованию в них радикалов или возбужденных молекул, которые затем передают свою энергию биологическим субстратам (Song, J., Fan L., Hildebrand, P.D. and Forney, 2000; Charry, J.M., 1984). Действие положительных ионов связывают с увеличением содержания серотонина в слизистой оболочке дыхательных путей, крови и тканях за счет его выхода из тканевых депо (Krueger А.Р., Reed E.J., 1976). Отрицательные ионы, наоборот, снижают содержание серотонина в тканях, ускоряя его ферментативное расщепление. Учитывая широкий спектр действия серотонина как биологически активного вещества, можно понять широкий спектр психофизиологических реакций организма на ионизированный воздух.
В работе Ryushi Т and all (1998) изучено влияние экспозиции отрицательными ионами воздуха на сердечно-сосудистую и эндокринную системы человека. Десять здоровых взрослых мужчин на велоэргометре подвергались физической нагрузке на 50-60 % от максимального потребления кислорода. В результате диастолическое кровяное давление в течение периода восстановления было значительно ниже при наличии отрицательных ионов, чем в их отсутствии. Плазменные уровни серотонина и допамина были также ниже при экспозиции отрицательными ионами, чем в их отсутствии.
На основании экспериментальных исследований Шандала М.Г. (1974) установил связь между электрической активностью обонятельных луковиц и переднего отдела гипоталамуса. По его мнению, в результате соприкосновения аэроионов с поверхностными элементами слизистых оболочек и кожи происходит передача зарядов на поверхность слизистой и изменение ее биофизических (проницаемость клеточных мембран, изоэлектрическая точка) и биохимических (ферментативная активность) свойств. И далее возбуждение рецепторов тройничного и обонятельного нервов, что изменяет возбудимость центральной нервной системы и изменение работы эндокринных желез и внутренних органов.
При изучении влияния ионизированной воздушной среды на гормональные системы организма (Минх А.А., 1963) выявлена активация состояния симпатико-адреналовой системы, повышение функциональной активности системы «гипофиз - кора надпочечников», стимуляция эндокринной части поджелудочной железы - изменения в виде адаптационно-компенсаторных реакций.
Позитивное воздействие умеренно повышенных концентраций легких ионов подтверждается терапевтическим эффектом в отношении больных гипертонией, бронхиальной астмой, воспалительными заболеваниями верхних дыхательных путей (Портнов Ф.Г., 1961, 1976). Опубликованы работы по использованию отрицательных аэроионов в лечении рецидивирующих гастродуоденальных язв. (DeleanuM. 1998)
На кафедре факультетской хирургии Мордовского университета выполнено несколько исследований влияния аэроионов кислорода на систему перекисного окисления липидов и антиоксидантную активность крови (Мельников В.М., 1997). В экспериментах на здоровых собаках было установлено, что аэроионотерапия увеличивает антиоксидантные свойства плазмы крови.
Накопленные на сегодня наблюдения в эксперименте и в клинике позволяют говорить о том, что ионизированный воздух является одним из факторов окружающей среды, способствующих повышению неспецифической сопротивляемости организма. Причем больные и здоровые люди, утомленный или, наоборот, отдохнувший человек реагируют на воздействие аэроионов не одинаково, - ответные реакции бывают тем сильнее, чем больше нарушены те или иные функции организма, т.е. позитивный эффект аэроионизации всегда проявляется более наглядно при условии наличия какой-либо нагрузки для организма.
Тест на индукцию доминантных летальных мутаций в половых клетках D.melanogaster
При анализе корректурных проб учитывались следующие показатели: общее количество просмотренных знаков, общее количество ошибок за весь тест, индекс точности, определяемый как отношение количества просмотренных знаков к количеству ошибок, показатель темпа выполнения теста (среднее количество знаков, просмотренное за единицу времени).
Для объективной инструментальной оценки изменений функционального состояния дыхательной системы, проводились исследования спирометрического статуса (механика дыхания и вентиляционная способность легких). Использовался профессиональный микропроцессорный спироанализатор «Этон-01» (Россия), позволяющий оценивать 36 параметров функции внешнего дыхания.
На основании определения статических объемов и емкостей делались заключения о наличии у обследуемых возможных ограничительных, рестриктивных изменений (развивающихся вследствие нервно-мышечных заболеваний, болезней грудной клетки, фиброзных изменениях легочной ткани). Степень выраженности изменений определялась по градациям Клемента Р.Ф. и Зильбера Р.А. Для этого значение каждого показателя сопоставлялось с его должной величиной, зависящей от возраста, пола и антропометрических характеристик.
Тестирование по всем методикам было проведено до начала эксперимента и через 5 месяцев после установки аэроионизаторов.
Оценка функционально-физиологических, биохимических, иммунологических и психологических характеристик организма человека при воздействии ионного фактора в концентрациях выше предельно допустимого уровня проводилась в г. Москве. В группу по результатам предварительных тестов отобрали 15 физически здоровых стресс-устойчивых мужчин 22-25 лет, находящихся в одинаковых условиях режима дня, обучения, питания и физических нагрузок. В течение 25 дней добровольцев экспонировали легкими отрицательными аэроионами, генерируемыми электрическим аэроионизатором (импульсный режим работы, напряжение на электроде 30 кВ) в течение 45 мин., в концентрациях 50-100 тыс. ионов/см3. Измерения производились счетчиком UT-8401.
Отборочные тесты были предназначены для экспресс-оценки показателей функционального состояния организма, а также для выявления субъективных оценок испытуемым своего состояния.
В ходе углубленного психофизиологического обследования была проведена оценка работоспособности и уровня эмоциональной устойчивости с использованием аппаратурно-методического комплекса Венской тестовой системы, позволяющей на основе имитационного моделирования воспроизводить экстремальные ситуации за пультом управления и осуществлять контроль параметров эффективности выполнения испытуемым субтестов разной степени трудности. В данном случае дефицит времени для обслуживания сигналов можно отнести к числу типичных стресс-факторов.
Обследуемые обрабатывали, в общей сложности, до 240 сигналов-стимулов, поступающих на обслуживание с возрастающим темпом предъявления. При выполнении программы оценивали состояние зрительного, слухового и двигательного анализаторов.
Величины уровня эмоциональной устойчивости по результатам работоспособности в первом тренировочном, оптимальном и экстремальном режимах получали с помощью специально разработанной компьютерной программы " Экспресс-оценка эмоциональной устойчивости". Математическая обработка результатов исследований проводилась для нормирования показателей интеллектуальных и психомоторных тестов и осуществления перевода их значений в 10-балльную шкалу стэнов.
Функционально-физиологическое состояние добровольцев оценивали по физиологическим показателям, измеренным в условиях относительного покоя, при выполнении физических нагрузок, а также в период восстановления. Работоспособность определялась по особенностям изменения физиологических показателей испытуемых в процессе выполнения ступенчато-возрастающего нагрузочного геста.
При обследовании добровольцев анализировали следующие физиологические показатели: масса тела (Р), кг; длина тела (L), см; частота сердечных сокращений (ЧСС), уд./мин; артериальное давление максимальное (ADmax), mmHg; артериальное давление минимальное (ADmin), mmHg; температура тела (t), С; динамометрия кисти (Д), кг; физическая работоспособность (РWC170), вт; физическая работоспособность на единицу массы тела (Р\УС170/кг),вт/кг; максимальная физическая работоспособность (PWCmax), вт; максимальная физическая работоспособность на единицу массы тела (PWCmax/кг), вт/кг; максимальное потребление кислорода (МПК), мл/мин; максимальное потребление кислорода (МПК/кг), мл/мин/кг; максимальное потребление кислорода - в процентах от должного (%ДМПК), %; После обработки этой информации производили оценку степени готовности испытуемого к проведению обследования. Если ограничений выявлено не было, кандидата включали в группу добровольцев. Всего после предварительных тестов было отобрано 15 стресс-устойчивых курящих добровольцев 22-25 лет.
Работу проводили в период с 14.12.2004 по 11.01.2005. Перед началом воздействия, через сутки после первого сеанса аэроионизации, в середине курса (10-й день) и после последнего сеанса (25-й день) всех добровольцев углубленно обследовали с помощью того же набора методик, который использовали при отборе кандидатов. Т.е, проводили инструментальную оценку физического и эмоционального состояния, устойчивости к физическим, интеллектуальным и эмоциональным нагрузкам, работоспособности, утомляемости и внимания. Параллельно проводили автоматизированную функциональную диагностику сердечно-сосудистой системы, бронхо-легочного тракта (спирометрия), а также иммунологический и биохимический анализы крови и оценивали основные цитологические и биохимические параметры белой и красной крови.
Кроме того, перед началом сеансов аэроионизации и после окончания всего курса добровольцев тестировали с помощью батареи психологических шкал для определения степени выраженности эмоционального стресса и степени социальной адаптации.
Оценка влияния ионизации на химический состав воздуха помещений с учетом процессов трансформации
Для оценки гигиенической безопасности использования ионизаторов воздуха проведено сравнительное исследование влияния различных ионизирующих установок на качественный и количественный состав воздуха помещений. Оценка эффективности и безопасности применения ионизации проведена в офисных помещениях, одними из основных источников загрязнения воздушной среды которых были вещества, выделяющиеся с продуктами жизнедеятельности человека в течение рабочего дня и вещества, образующиеся в процессе работы оргтехники. Эксперименты проведены в агравационных условиях, предусматривающих отсутствие проветривания помещений, для того, чтобы иметь возможность учесть наихудшие условия работы сотрудников, как это нередко может происходить в зимнее время.
Основными источниками загрязнения воздуха исследуемых помещений являлись: наружный воздух (предприятие расположено в центре города), окислительная деструкция новых строительных материалов, курение табака, антропотоксины.
Проведена сравнительная оценка влияния на химический состав воздуха трех различных ионизирующих установок: «АН-1», «АФ-ЗМ-Надежда» и «Флора». Для гигиенической оценки применения каждой из ионизирующих установок были выбраны два помещения с равной площадью, оснащенные одинаковым количеством компьютеров, имеющих один вид отделки и одинаковую мебель, в которых работало равное количество сотрудников. Поэтому для оценки трех ионизаторов были выбраны три пары помещений, и в них были размещены ионизаторы следующим образом: - в двух помещениях с равной площадью по 18-20 м , оснащенных двумя компьютерами, с 4-5 работающими сотрудниками в каждом были установлены аэроионизаторы «Флора», причем в одном из помещений ионизатор работал, в другом - работа ионизатора имитировалась; - в двух помещениях, первое из которых площадью 30 м , оснащенное 8 компьютерами, с 9 работающими сотрудниками, второе -площадью 60 м с 6 компьютерами и 16 постоянно работающими сотрудниками, были установлены аэроионизаторы «АН-1», причем во втором помещении с учетом его большей площади были установлены две установки, в первом помещении площадью 30 м работа ионизатора имитировалась, во втором - работали оба ионизатора; - в двух помещениях площадью 18-20 м с постоянно работающими 4-5 сотрудниками и 2 компьютерами в каждом помещении были установлены аэроионизаторы «АФ-ЗМ-Надежда», в одном из помещений ионизатор работал, а в другом - его работа имитировалась. Пробы воздуха помещений отбирались в соответствии с методическими указаниями в сорбционные трубки (для идентификации и количественного определения летучих органических соединений) и в U-образные поглотительные приборы (для количественного определения оксидов азота и формальдегида). Утренний отбор проб осуществлен через 20-40 минут после начала работы сотрудников, вечерний отбор - примерно за 1 час до окончания работы. Эксперименты проведены в аггравационных условиях, предусматривающих отсутствие проветривания помещений, для того, чтобы иметь возможность учесть даже наихудшие условия работы сотрудников, как это нередко может происходить в зимнее время. При оценке загрязнения воздуха было выявлено повышенное содержание формальдегида до начала рабочего дня во всех обследованных помещениях. Обнаруженные концентрации превышали среднесуточные предельно-допустимые концентрации для атмосферного воздуха в 4-11 раз. При этом в двух из трех помещений, оборудованных ионизаторами, концентрация формальдегида к концу рабочего дня уменьшилась в 1,6 и 1,8 раза, в то время как в трех помещениях группы «плацебо» его концентрация к концу дня увеличилась в 1,52-2,05 раза.
В утреннее время во всех помещениях был также обнаружен озон, при этом его концентрация в трех помещениях превышала среднесуточную ПДК в 2,5-5,5 раз. Через 5,5 часов зарегистрировано отсутствие озона как в помещениях с аэроионификацией, так и без нее.
Повышенные концентрации оксидов азота до начала рабочего дня были выявлены в двух помещениях, оборудованных ионизаторами воздуха. Через 5,5 часов работы ионизаторов в одном помещении наблюдалось полное отсутствие оксидов азота, а в другом концентрация оксида азота уменьшилась на 27%, а присутствие диоксида азота обнаружено не было.
В табл. З в качестве примера приведены результаты сравнительной оценки изменения компонентного состава загрязняющих веществ в воздушной среде офисных помещений в течение рабочего дня при работе ионизирующей установки «Аэроионизатор АН-1» и при имитации ее работы. Полученные результаты аналитических исследований сравнивали с гигиеническими нормативами веществ (ПДКс.с, а при ее отсутствии - с ПДКм.р. или ОБУВ), приведенными в документе: «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест: Гигиенические нормативы» ГН 2.1.6.1338-03.
Оценка влияния аэроионизации на человека при воздействии ионного фактора на верхней границе ПДК и выше
При проведении спирометрических исследований было установлено, что после 25 дневной экспозиции добровольцев легкими отрицательными АИ жизненная емкость легких (ЖЕЛ) статистически значимо не изменилась, но имела устойчивую тенденцию к возрастанию (р=0,053). Более того, в конце курса наблюдалось значимое увеличение таких, связанных с ЖЕЛ, объемных спирометрических показателей, как объем максимальной вентиляции легких (MBЛ, 7%, р=0,012) и минутного дыхательного объема (МДО, 12%, р=Ю,017). Моментная объемная скорость дыхания на уровне 75% остаточного экспираторного объема (МОС75) также имела тенденцию к увеличению (р=.0,053), что может говорить о тенденции к функциональному расширению бронхиол 4-6 порядка.
В то же время, такие значимые и воспроизводимые показатели как форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) и объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВі) существенно не изменились.
Экспресс-оценка уровня физического состояния организма обследованных добровольцев до и после курса аэроионизации значимых изменений не выявила. Однако при выполнении функциональной пробы с приседаниями за 30 секунд восстановление ЧСС после курса аэроионификации происходило на 20% быстрее, чем до начала исследования (р=0,006), что, безусловно, позитивный факт. Для оценки физической работоспособности широкое распространение получили косвенные методы определения максимальной аэробной-производительности. Наиболее информативным является тест PWC170 (physical work capacity), который определяет физическую работоспособность при пульсе 170 уд/мин.
Как показали результаты- исследований, после курса аэроионизации средний уровень физической работоспособности добровольцев, анализируемый в тесте PWC170, увеличился на 3,6%. (со 194 до 201 Вт, р=0;04). В этом тесте более информативным является не абсолютное, а относительное значение теста - мощность работы на 1 кг массы тела (PWC170/Kr), который также несколько увеличился ( 3,6%, р=0,02). При этом максимальная физическая работоспособность обследованных добровольцев (PWCmax) не изменилась.
По В. И. Вернадскому, организм представляет собой открытую термодинамическую систему, устойчивость которой (жизнеспособность) определяется ее энергопотенциалом. Чем больше мощность и емкость реализуемого энергопотенциала, а также чем больше эффективность его расходования, тем выше уровень.здоровья человека. Так как доля аэробной энергопродукции является преобладающей в общей сумме энергопотенциала, то именно максимальная величина аэробных возможностей организма является основным критерием его физического здоровья и жизнеспособности.
Аэробная производительность зависит от различных факторов, но, прежде всего, от функционального состояния системы внешнего дыхания, диффузионной способности легких и легочного кровообращения. Кроме этих факторов, огромное значение имеют гемодинамические показатели, состояние кислородной емкости крови, активность ферментных систем, количество работающих мышц, а также вся система регуляции. Интегральным показателем аэробной мощности является максимальное потребление кислорода (МІЖ), объем которого человек способен усвоить в течение одной минуты. Именно МПК является количественным выражением уровня здоровья, показателем "количества" здоровья.
До начала экспозиции аэроионами средний показатель максимального потребления кислорода МПК, определяемый при выполнении работы с нарастающей мощностью при одновременном определении величины поглощения кислорода, в обследуемой группе составлял 3340 мл/мин (107,4% от средненормального значения). После 25 сеансов аэроионизации испытуемые показали статистически значимое увеличение МПК в среднем на 117 мл/мин ( 3,5% , р=0,017). Также достоверно увеличилось значение МПК, определяемого на 1 кг массы тела (р=0,014). Таким образом, результаты обследования продемонстрировали, что курс аэроионизации улучшал физическое состояние и физическую работоспособность обследованных людей, их память и внимание, но не влиял на показатели адаптации организма к нервно-эмоциональным нагрузкам. Ухудшения физического состояния обследованных людей после курса аэроионизации по сравнению с состоянием до начала воздействия во всех тестах выявлено не было. При оценке биохимических сдвигов в крови добровольцев по окончании курса аэроионизации было выявлено снижение концентрации холестерина на 0,47 ммоль/л (11 %, р=0,002). В работе обнаружено достоверное снижение концентрации диеновых конъюгатов на 0,12нм/мл (5,1%, р=0,05). Не было выявлено изменения содержания супероксиддисмутазы в тромбоцитах до и после курса аэроионизации, и изменения одного из интегральных показателей - антиоксидантной активности (АОА) плазмы крови. Обнаружено достоверное (29 ед./л, 18%, р=0,0026) увеличение содержания КФК в крови обследуемых добровольцев. Кроме того, после курса аэроионизации выявлены значимые изменения в лейкоцитарной формуле. Так, на 32% в среднем по группе снизился уровень палочкоядерных нейтрофилов (р=0,0077). В то же время, стало больше сегментоядерных нейтрофилов (на 8%, р=0,0069) и лимфоцитов (на 15 %, р=0,0014). Если учесть, что суммарное количество нейтрофилов не снизилась и даже имело тенденцию к увеличению (р=0,054), можно говорить об увеличении продолжительности жизни этих клеток. Эти изменения могут свидетельствовать о некотором ускорении процесса созревания клеток иммунного звена. В то же время было отмечено повышение уровня иммуноглобулина М (IgM), которого в конце курса в среднем по группе стало больше на 16% (р=0,025), а также небольшое, но достоверное повышение содержания гамма- и бета-глобулинов (5%, р=0,00098 и 3%, р=0,003, соответственно).. В заключение следует отметить, что хотя обнаруженные изменения невелики и находятся в пределах допустимых колебаний, однако все они имеют одинаковую позитивную направленность.
