Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор литературы 8
1.1 Исследования биологического действия магнитного поля промышленной частоты 50 Гц на организм человека 10
1.1.1 Эпидемиологические исследования биологических эффектов действия МП ПЧ на здоровье населения 11
1.1.2. Исследования биологических эффектов кратковременного действия МП ПЧ на добровольцах 30
1.1.3. Экспериментальные исследования биологических эффектов действия МППЧ на животных 32
1.1.4. Механизмы действия МП ПЧ 43
1.2. Гигиенические исследования интенсивности МП ПЧ во внепроизводственных условиях 47
1.3. Санитарно-эпидемиологическое нормирование МП ПЧ 50
1.4. Инструментальный контроль интенсивности МП ПЧ во внепроизводственных условиях 58
1.5. Методы защиты от воздействия МП ПЧ во внепроизводственных условиях 59
2. Постановка, объем и методы исследования 65
2.1 Постановка, объем и методы гигиенических исследований 66
2.2. Постановка, объем и методы экспериментальных исследований 70
2.2.1 Экспериментальные исследования состояния нервной, гематологической и иммунной систем 72
2.2.2 Экспериментальные исследования генеративной функции 75
2.3 Методы обработки результатов исследований 76
3. Результаты исследований 79
3.1 Результаты гигиенической оценки интенсивностно-временных характеристик МППЧ 79
3.1.1 Исследования интенсивностных характеристик МП ПЧ во внепроизводственных условиях 79
3.1.2. Гигиеническая оценка временных характеристик МП ПЧ во внепроизводственных условиях 95
3.2 Результаты экспериментального изучения интенсивностно-временных зависимостей биологического действия МП ПЧ 104
3.2.1 Динамика изменений массы тела крыс 104
3.2.2 Исследования влияния МП ПЧ на состояние центральной нервной системы по поведенческим показателям 106
3.2.3 Исследования влияния МП ПЧ на состояние гематологической и иммунной систем 108
3.2.4 Исследования влияния МП ПЧ на состояния генеративной функции мышей 111
4. Обсуждение полученных результатов 116
Заключение 138
Выводы 146
Список литературы 148
- Эпидемиологические исследования биологических эффектов действия МП ПЧ на здоровье населения
- Методы защиты от воздействия МП ПЧ во внепроизводственных условиях
- Исследования интенсивностных характеристик МП ПЧ во внепроизводственных условиях
- Исследования влияния МП ПЧ на состояния генеративной функции мышей
Введение к работе
Актуальность исследования. Непрерывный процесс развития инфраструктуры систем производства, передачи и распределения электроэнергии, транспорта на электрической тяге, широкое внедрение оборудования и производственных процессов, использующих электрический ток, резкое увеличение количества электрических устройств бытового и конторского назначения привели к радикальному изменению электромагнитной обстановки в диапазоне сверхнизких частот (СНЧ), как в условиях производственных, так и внепроизводственных воздействий.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), основным фактором, определяющим электромагнитную обстановку в СНЧ диапазоне, является электромагнитное поле промышленной частоты 50 Гц (ЭМП ПЧ). Данный фактор имеет чрезвычайно высокую степень проникновения в среду обитания человека.
Накопленные на сегодняшний день в радиобиологии данные свидетельствуют о том, что ЭМП ПЧ является биологически активным (биотропным) фактором, в определенных условиях способным вызывать неблагоприятные изменения в функционировании организма человека. Поэтому, для обеспечения сохранения здоровья различных групп населения, реализации положений Федерального закона "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" № 52-ФЗ и государственного приоритетного проекта "Здоровье", воздействие ЭМП ПЧ, как в производственных, так и во внепроизводственных условиях, требуют обязательной санитарно-эпидемиологической регламентации.
Процесс гигиенической регламентации воздействия ЭМП ПЧ в Российской Федерации в настоящее время не завершен по причине недостаточной радиобиологической обоснованности ряда гигиенических нормативов, а также недостаточной изученности характеристик электромагнитной обстановки в ряде диапазонов частот, включая СНЧ диапазон, на рабочих местах различных категорий работающих и в местах проживания населения. В настоящее время регламентируются: для условий производственных воздействий - интенсивность электрического и магнитного полей промышленной частоты 50 Гц; для условий внепроизводственных воздействий - интенсивность электрического ПОЛЯ промышленной частоты 50 Гц (ЭП ПЧ). Для гигиенической регламентации интенсивности магнитного поля промышленной частоты 50 Гц (МП ПЧ) в условиях внепроизводственных воздействий (для жилых зданий и селитебных территорий) в 2001 г. были введены временные допустимые уровни, которые были установлены в директивном порядке без достаточного обоснования и с учетом необходимости проведения в дальнейшем дополнительных исследований.
Таким образом, вследствие вышеизложенного, вопросы адекватной, научно обоснованной гигиенической оценки интенсивности МП ПЧ для
условий внепроизводственных воздействий в целях совершенствования гигиенической регламентации и обеспечения сохранения здоровья населения представляют высокую актуальность.
Цель исследования. Осуществить анализ интенсивностно-временных параметров внепроизводственных воздействий МП ПЧ как фактора вынужденного риска для здоровья населения и разработать подходы к усовершенствованию их гигиенической регламентации на основании результатов комплексных гигиенических и экспериментальных радиобиологических исследований.
Задачи, решаемые для реализации поставленной цели:
Провести гигиеническую оценку интенсивностно-временных параметров МП ПЧ во внепроизводственных условиях.
Классифицировать и охарактеризовать основные источники МП ПЧ во внепроизводственных условиях.
Проанализировать принципы метрологического контроля интенсивности МП ПЧ и разработать подходы к их усовершенствованию.
Провести экспериментальные исследования по изучению интенсивностно-временных зависимостей биологических эффектов МП ПЧ с целью установления порога вредного действия данного фактора и обоснования гигиенических регламентов внепроизводственных воздействий МП ПЧ.
Научная новизна и теоретическая значимость работы. Впервые в гигиенической практике выявлены и классифицированы основные современные гигиенически значимые источники МП ПЧ во внепроизводственных условиях, их характеристики и особенности. Показано, что с изменением характера электрических нагрузок меняется и спектральный состав МП ПЧ от постоянно действующих источников.
Сформулированы основные принципы и методические подходы к осуществлению инструментального контроля и гигиенической оценки интенсивности МП ПЧ во внепроизводственных условиях.
Впервые осуществлено радиобиологическое обоснование гигиенических регламентов МП ПЧ от постоянно действующих источников для внепроизводственных условий, в том числе для населения.
Практическая значимость работы. Разработаны методические подходы и практические методы оценки интенсивности МП ПЧ для внедрения в практику органов Роспотребнадзора.
Определены основные гигиенически значимые постоянно действующие источники внепроизводственных воздействий МП ПЧ.
Основные формы внедрения. На основании полученных в ходе исследования данных разработан Гигиенический норматив ГН 2.1.8/2.2.4.2262-07 "Предельно допустимые уровни магнитных полей
частотой 50 Гц в помещениях жилых, общественных зданий и на селитебных территориях", введенный в действие с 10 ноября 2007 г.
Результаты диссертационной работы используются в лекционном курсе "Экологические проблемы электроэнергетики", читаемом студентам 5-го курса Института электроэнергетики ГОУВПО "Московский энергетический институт (ТУ)"
Основные положения, выносимые на защиту:
Основные гигиенически значимые постоянно действующие источники внепроизводственных воздействий МП ПЧ, которые могут расцениваться как фактор вынужденного риска для населения -несбалансированные токи: по кабельным линиям системы электроснабжения 0.4 кВ; по токоведущим элементам встроенных трансформаторных подстанций, распределительных устройств различного назначения, станций катодной защиты; по проводам воздушных линий электропередачи (ВЛ) сверхвысокого напряжения; по трубопроводам и металлоконструкциям.
Отличительными особенностями современных источников МП ПЧ в условиях внепроизводственных воздействий являются: скрытый характер расположения; сложная пространственно-временная конфигурация создаваемого ими МП ПЧ; отсутствие возможности управления их режимом работы; выраженное наличие высших гармонических составляющих МП ПЧ для ряда источников; интермиттирующий режим воздействия.
Результаты хронического экспериментального исследования на лабораторных животных (крысах) и последующая экстраполяция данных с животных на человека свидетельствуют о том, что в качестве порога неблагоприятного действия МП ПЧ при хронической экспозиции человека может быть принято значение магнитной индукции, равное 40 мкТл.
Проведенный комплекс гигиенических и экспериментальных исследований позволяет обосновать предельно допустимый уровень (ПДУ) МП ПЧ для условий круглосуточного воздействия на человека от постоянно действующих источников МП ПЧ, равный 5 мкТл. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
обсуждены на III съезде по радиационным исследованиям "Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность" (Москва, 1997), 3-й международной конференции "Электромагнитные поля и здоровье человека. Фундаментальные и прикладные исследования" (Москва - Санкт-Петербург, 2002), 6-м международном симпозиуме по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии "ЭМС-2005" (Санкт-Петербург, 2005), V съезде по радиационным исследованиям "Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность" (Москва,
2006), 1-й научно-практической конференции врачей-профпатологов ФМБА России (Северодвинск, 2007).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ.
Личный вклад автора. Автор принимал личное непосредственное участие в подготовке, планировании и проведении гигиенических и экспериментальных исследований, лежащих в основе настоящей диссертационной работы, в обработке и анализе их результатов, формулировке выводов и подготовке публикаций.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка используемой литературы, содержащего 64 отечественных и 124 иностранных источника. Диссертация изложена на 169 страницах машинописного текста, иллюстрирована 28 таблицами и 31 рисунком.
Эпидемиологические исследования биологических эффектов действия МП ПЧ на здоровье населения
В 1996 г. Академия наук США и Национальный исследовательский Совет в своем отчете для Конгресса США сделали следующее заключение: "...имеется необъяснимая, но статистически достоверная и прочная связь между системами передачи и распределения электроэнергии и детским раком у проживающих вблизи этих систем" [133]. В 2001 г. Международное агентство по исследованию рака (IARC) классифицировала МП ПЧ как возможный канцероген для человека на основании результатов эпидемиологических исследований лейкозов у детей, проживающих вблизи ВЛ [101]. ВОЗ поддержала это мнение [82, 83]. Представитель ВОЗ L. bCheifets в докладе на международной конференции "Биологические эффекты действия ЭМП и гармонизация стандартов" в Корее, отметила, что население, подвергающееся долговременному воздействию МП ПЧ, необходимо отнести в группу повышенного риска [108].
В настоящее время назрела необходимость дальнейшего продолжения исследований в этом направлении до получения адекватных результатов, которые смогут существенным образом внести определенность в решение данной проблемы. При этом основной задачей является определение критериев вредного действия МП ПЧ.
Онкологические заболевания у детей. Впервые гипотеза о возможности развития рака у детей, при хроническом воздействии МП частотой 50-60 Гц, была высказана N. Wertheimer и Е. Leeper в 1979 году [185]. Два выполненных несколько позже исследования подтвердили такую зависимость -относительный риск (ОР) 2.04, доверительный интервал с уровнем значимости 95 % (95 % ДИ) 1.11-3.76 [156]; ОР 2.15, 95 % ДИ 1.08-4.26 [124]. Однако в двух других работах был получен отрицательный результат [122, 128]. Проведенный мета-анализ результатов всех четырех исследований подтвердил такую зависимость [107].
Четыре исследования, выполненные в Скандинавских странах с использованием расчетных методов оценки интенсивности МП ПЧ [87, 136, 175, 181] также указывают на возможный риск развития лейкемии у детей при длительном воздействия МП ПЧ.
В ряде исследований, оценивавших риск развития лимфомы у детей, полученные результаты были не убедительны из-за слишком малых когорт [87, 136, 175, 181].
Для более объективной оценки степени воздействия поля были выполнены 24-часовые измерения интенсивности МП ПЧ [122, 124, 128, 131]. При этом оценивалась возможность развития различных видов лейкозов (острого, острого лимфоидного, нелимфоидного). В исследованиях [122, 131, 187] был получен повышенный риск развития лейкоза у детей при "высоком классе" воздействия МП ПЧ (более 0.4 мкТл); в работах [124, 128] не было установлено статистически значимых результатов. В Японии на основании анализа заболеваемости лейкозом в когорте из 1000000 детей было установлено, что в группе, подвергавшейся воздействию МП ПЧ со значениями магнитной индукции более 0.4 мкТл, количество случаев заболевания увеличивалось на 12-18 случаев в год [71].
В работе [128] с 48-часовым персональным мониторингом интенсивности как МП ПЧ, так и ЭП ПЧ оценивали риск развития всех видов лейкозов у детей, в т. ч. острый лимфоидный лейкоз. Статистически значимых результатов получено не было.
Также данные эпидемиологических исследований не позволили получить доказательства зависимости развития опухоли мозга у детей и воздействием МППЧ[87, 140,175, 181].
Таким образом, несмотря на довольно большое число выполненных эпидемиологических исследований по оценке развития онкологических заболеваний вследствие внепроизводственных воздействий МП ПЧ от постоянно действующих источников, полученные данные достаточно противоречивы и не позволяют четко определить, как наличие, так и отсутствие причинно-следственной связи. Это обусловило рекомендацию ВОЗ рассматривать МП ПЧ как фактор потенциального риска [82, 83].
Онкологические заболевания у взрослых» Эпидемиологическим исследованиям по выявлению раковых заболеваний у населения, связанных с воздействием МП ПЧ, предшествовал ряд публикаций о возможном развитии соответствующей патологии у профессионалов [2, 89, 92, 123, 186]. Однако если в некоторых работах это представлялось как доказуемый факт [89, 92], то в большинстве исследований результат был отрицательным. Однако сама постановка проблемы настоятельно требовала организации и проведения соответствующих исследований среди взрослого населения.
Риск развития лейкозов у населения при воздействии МП ПЧ с учетом реальных значений интенсивности МП ПЧ в жилых помещениях, был оценен в нескольких исследованиях [88, 89, 117, 118, 161, 180]. В этих исследованиях были получены неоднозначные результаты. Только в работе [180] была достаточно убедительно показана возможность развития рака при длительном (более 10 лет) воздействии МП ПЧ - ОР 4.6, 95 % ДИ 1.4-15.0.
Отечественными специалистами выполнено ретроспективное исследование на основании данных о смертности населения, проживающего с 1956 по 1990 гг. в пос. Энергетик Владимирской области, расположенном вблизи территории подстанции и ВЛ напряжением 500 кВ [24, 35, 56]. Гигиеническая оценка интенсивности ЭП ПЧ и МП ПЧ показала, что в зоне жилой застройки значения напряженности ЭП ПЧ не превышали 1 кВ/м, а напряженности МП ПЧ - 0.36 А/м. Результаты анализа показали некоторое снижение смертности от опухолевых заболеваний в опытной группе, по сравнению с населением контрольного региона, авторы работы объясняют этот факт более молодым составом населения поселка. Вместе с тем, на фоне низкого уровня смертности от всех причин наблюдалось статистически незначимое повышение стандартизованного относительного риска смерти от лейкоза - ОР 1.3, 95 % ДИ 0.2-7.0.
Риск развития лейкоза при использовании бытовых приборов не был подтвержден в работах [125, 141, 161].
Были проведены исследования возможного развития рака грудной железы у женщин и мужчин, связанного с воздействием МП ПЧ в жилых помещениях. Изменения уровня гормона меланина вызывают нарушение формирования соответствующих рецепторов в молочной железе. Исследователи предполагают, что эти нарушения, возможно, могут провоцировать развитие рака груди [144]. Небольшая (статистически недостоверная) тенденция в наличии соответствующей зависимости была отмечена в работе [179], однако в исследовании [90, 182] был получен отрицательный результат.
Имеются данные о том, что воздействие низкоинтенсивного (со значениями магнитной индукции до 10 мкТл) МП ПЧ могут вызвать изменения в образовании меланина шишковидной железы головного мозга. В работе [160] получены изменения функции шишковидной железы под влиянием МП ПЧ.
Влияние на репродуктивную функцию. Зависимость между самопроизвольными выкидышами и интенсивностью МП ПЧ (50-60 Гц) изучалась в нескольких работах. В исследованиях на профессиональной группе [158] не обнаружено никакой зависимости, хотя в другом исследовании [121] был зарегистрирован статистически значимый результат. В исследовании [105] при оценке риска преждевременного прерывания беременности было установлено его увеличение в группе, подвергавшейся воздействию МП ПЧ с величиной магнитной индукции более 0.24 мкТл, тогда как в работе [69] никакой зависимости установлено не было.
В тщательно проведенном комплексном исследовании с использованием персонального мониторинга МП ПЧ (60 Гц) [74] не было подтверждено влияние МП ПЧ, как на внутриутробное развитие эмбриона, так и на массу новорожденного и сроки беременности.
Риск возникновения врожденных аномалий, как результат использования электрических одеял беременными оценивали в нескольких исследованиях [79, 119]. При этом только в работе [119] был выявлен статистически достоверный повышенный риск развития патологий у родившихся детей - ОР = 10.0, 95 % ДИ 1.2-85.
Методы защиты от воздействия МП ПЧ во внепроизводственных условиях
Существуют три классические метода защиты от воздействия ЭМП [53, 61, 64]:
- защита временем;
- защита расстоянием;
- защита с использованием средств коллективной и/или индивидуальной защиты.
Защита временем предусматривает сокращение времени контакта с ЭМП путем четкой регламентации по времени и пространству совершаемых действий, уменьшение времени работ, проводимых в условиях воздействия ЭМП.
Защита расстоянием включает в себя рациональное размещение источников ЭМП (подъем проводов ВЛ, изменение пространственного положения диаграммы направленности антенны и т. п.) и/или мест пребывания населения (жилых зданий, рабочих мест и т. п.). применение дистанционного управления производственными процессами, организацию санитарно-защитных зон (санитарных разрывов) и зон ограничения застройки [49], ограничение доступа к источникам ЭМП с помощью ограждений, предупреждающих знаков и надписей и т. п.
К средствам коллективной защиты относятся, прежде всего, различные виды стационарных экранирующих приспособлений: экраны источников или объектов воздействия ЭМП; навесы; козырьки; ограждения; специальные и обычные стройматериалы; лесонасаждения. Секторное блокирование направления распространения ЭМП также является способом организации коллективной защиты. Тактика применения средств и методов коллективной защиты зависит от типа источника ЭМП и его положения по отношению к объекту воздействия.
Средства индивидуальной защиты предназначены для предотвращения воздействия на организм человека ЭМП с интенсивностью, превышающей установленные предельно допустимые значения, когда применение иных средств невозможно или нецелесообразно. Средства индивидуальной защиты обеспечивают либо локальную защиту отдельных частей тела, либо общую защиту.
Эффективность средств защиты определяется по степени ослабления интенсивности ЭМП [64].
В условиях внепроизводственных воздействий МП ПЧ в качестве методов защиты населения возможно применение защиты расстоянием и средств коллективной защиты. Метод защиты временем реализуется, как правило, косвенно, путем введения ПДУ, дифференцированных для различных категорий мест возможного пребывания человека (помещения жилых, общественных и административных зданий; территория жилой застройки; селитебная территория вне зоны жилой застройки и т. д.).
В качестве коллективных средств защиты от действия МП ПЧ возможно применение магнитных экранов из магнитомягких сплавов и контурных экранов, а также систем активной компенсации.
Пассивное экранирование МП ПЧ осуществляется за счет квазистатического перемагничивания и вихревых токов. При внесении в МП ПЧ проводящей оболочки в её стенках с малым магнитным сопротивлением индуктируются напряжения и вследствие электропроводности возникают токи. МП ПЧ, создаваемое этими токами, направлено навстречу возбуждающему МП ПЧ, что обуславливает результирующее поле меньшей интенсивности внутри экрана [63].
Для изготовления магнитных экранов традиционно используют выпускаемые промышленностью кристаллические магнитомягкие сплавы: сплавы с высоким содержанием никеля (80 % никеля, 20 % железа); сплавы со средним содержанием никеля (50 % никеля, 50 % железа); сплавы на основе железа (кремнистая сталь, низкоуглеродистая сталь). Существенным недостатком данных материалов является резкое снижение магнитных свойств в присутствии механических напряжений, неизбежно возникающих при монтаже и эксплуатации экранирующей конструкции, а также в большинстве случаев высокая цена (до 300 400 долларов США за 1 м ). В последнее время у нас в стране и за рубежом всё более широкое применение находят аморфные сплавы на основе кобальта [30, 47].
Пассивное магнитное экранирование может быть рекомендовано в случаях защиты от воздействия МП ПЧ, создаваемого токами по токоведущим элементам оборудования трансформаторной подстанции или по разнесенной в пространстве системе токоведущих шин распределительного устройства.
МП ПЧ, создаваемое ВЛ класса напряжения 6-500 кВ, экранируется с помощью контурных экранов, которые могут быть пассивными (короткозамкнутыми), активными (в цепь экрана включен источник определенной ЭДС) и резонансными (в цепь экрана включена емкость для снижения его индуктивного сопротивления). По способу установки контурные экраны могут быть вертикальными и направленными [25, 26, 34].
Для компенсации внешнего практически однородного магнитного поля в какой-то небольшой пространственной области может быть успешно применено активное магнитное экранирование. В этом случае используются компенсирующие внешнее МП ПЧ катушки с автоматически управляемым в них током. Такая задача решается с помощью, например, системы трехмерной компенсации магнитного поля MR-3 компании "Stefan Mayer Instruments" (ФРГ) [100].
Для решения основной задачи настоящей диссертационной работы в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в качестве первого этапа разработки гигиенических критериев воздействия МП ПЧ во внепроизводственных условиях был выполнен критический анализ результатов гигиенических, эпидемиологических и экспериментальных исследований по изучению биоэффектов МП ПЧ, опубликованных в доступных литературных источниках в нашей стране и за рубежом [145, 146]. Прежде всего, внимание уделялось работам, описывающим эффекты длительного воздействия МП ПЧ.
Проведенный анализ литературы позволил определить наиболее чувствительные к воздействию МП ПЧ системы организма, диапазон ожидаемого значения порога вредного действия МП ПЧ в условиях хронической экспозиции, а также вид и направление собственных гигиенических и экспериментальных исследований, призванных определить интенсивностно-временные характеристики МП ПЧ в реальных условиях контакта населения с данным фактором и уточнить значение порога вредного действия МП ПЧ.
Анализ литературных данных показывает, что исследования воздействия МП ПЧ на организм человека, как в условиях острых, так и хронических воздействий носят достаточно фрагментарный характер и их результаты трудно сопоставимы вследствие того, что методики выполнения исследований не стандартизованы.
Экспериментальные исследования, выполненные на лабораторных животных, осуществленные с целью определения порога вредного действия МП ПЧ, из-за отсутствия стандартизации условий эксперимента, видов биообъектов, перечня контролируемых показателей деятельности конкретных систем и организма в целом не позволяют четко определить интенсивностно-временные зависимости биоэффектов и установить предельно допустимое значение. Тем не менее, анализ результатов этих исследований показывает, что хроническое воздействие МП ПЧ со значениями магнитной индукции 100-2000 мкТл на крыс может вызывать статистически достоверные изменения состояния иммунной и нейроэндокринной систем организма.
В исследованиях на добровольцах в основном рассматриваются острые эффекты кратковременного действия МП ПЧ, которые не могут расцениваться как базис для обоснования выбора предельно допустимого значения в условиях хронического воздействия.
В ряде эпидемиологических исследований вообще отсутствует информация об интенсивности МП ПЧ в местах проживания представителей опытной и контрольной групп - оценка влияния источника МП ПЧ осуществляется, например, исходя из визуально определяемых характеристик объекта-источника МП ПЧ [109] или по опросным листам. Основная часть эпидемиологических исследований, выполненных за рубежом, ставит целью определение порога канцерогенного действия МП ПЧ, прежде всего, возникновения различных форм лейкемии и лейкозов. Однако из-за крайне малого числа фиксируемых случаев таких заболеваний результаты подобных исследований обычно являются статистически недостоверными. Кроме того, практически во всех эпидемиологических исследованиях не рассматривается проблема возможного комплексного действия факторов окружающей среды, в т. ч. химических, радиационных и биологических.
Исследования интенсивностных характеристик МП ПЧ во внепроизводственных условиях
Анализ данных измерений интенсивности МП ПЧ, выполненных на 415 объектах - в помещениях жилых, общественных, административных и производственных зданий, а также на селитебной территории свидетельствуют о следующем. Среднее зафиксированное действующее (среднеквадратическое) значение магнитной индукции В50 составило 1.252 ± 0.057 мкТл (р 0.05), максимальное зафиксированное значение - 98.70 ± 2.96 мкТл.
В таблице 3.1 приведены обобщенные результаты измерений интенсивности МП ПЧ по всем объектам контроля.
Из рисунка 3.2 следует, что наиболее часто (в 32.8 % случаев) среднее по объекту контроля значение магнитной индукции находится в границах от 1 до 5 мкТл, при этом в 26.5 % это значение не превышает 0.2 мкТл, а в 0.7 % случаев превышает 10 мкТл.
Как показывают приведенные выше данные выполненных нами гигиенических исследований, основными источниками МП ПЧ в условиях внепроизводственного воздействия являются несбалансированные токи по кабельным линиям систем электроснабжения класса напряжения 0.4 кВ. Обобщенные результаты гигиенической оценки интенсивности МП ПЧ, создаваемого несбалансированными токами по кабельным линиям системы электроснабжения 0.4 кВ, приведены в таблице 3.2.
На рисунке 3.3 представлено распределение МП ПЧ, создаваемого кабельными линиями системы электроснабжения 0,4 кВ, по интенсивностям (максимальные и средние значения по объектам контроля) от общего числа обследованных объектов с данным типом основного источника МП ПЧ.
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что на 76 объектах из 267 (28.5 %) в спектральном составе МП ПЧ преобладает 3-я гармоника основной частоты 50 Гц (150 Гц). Высшие по отношению к промышленной частоте (50 Гц) гармоники питающего тока регистрируются из-за резкого роста доли нелинейных электропотребителей (персональные компьютеры и файл-серверы, компьютерная периферия, видеомониторы и телевизоры, блоки бесперебойного питания, копировальные аппараты и факсы; газоразрядные лампы и т. п.) в сетях электроснабжения зданий 0.4 кВ. Это, в свою очередь, является причиной появления высших гармонических составляющих в спектре МП ПЧ. Согласно проведенным оценкам, в случаях, когда мощность нелинейных электропотребителей, подключенных к кабельной линии с дисбалансом тока, превышает 20-25 % от общей потребляемой мощности, в спектральном составе МП ПЧ наблюдается присутствие третьей гармоники, причем ее уровень может быть меньше, сравним или значительно превышать уровень первой (основной) гармоники, что отображено на рисунках 3.4-3.6. Если мощность нелинейных электропотребителей достигает лишь 10-15 %, каких-либо особенностей в спектральном составе МП ПЧ, как правило, не наблюдается.
Другими важными источниками МП ПЧ являются токи по проводам воздушных линий электропередачи переменного тока (ВЛ) класса напряжения 6-500 кВ проходящие в непосредственной близости от жилых, административных общественных и производственных зданий, расположенных на селитебной территории. Трассы ВЛ класса напряжения 750 и 1150 кВ в соответствии с требованиями [40, 53] проходят на большом расстоянии от территории жилой застройки и не могут вносить существенного вклада в формирование электромагнитной обстановки на исследуемых объектах. Фиксируемые значения интенсивности МП ПЧ, создаваемого ВЛ, зависят от ее электрической нагрузки, конструктивных особенностей, рельефа местности и положения точки измерений относительно В Л.
Пример распределения интенсивности МП ПЧ вблизи ВЛ на высоте 1.8 м от поверхности земли, построенные на основании результатов измерений, выполненных автором в составе бригады Испытательной лаборатории ЦЭМБ, приведены на рисунке 3.7.
Анализ данных, представленных на рисунке 3.10, позволяет предположить, что встроенные ТП могут являться источниками МП ПЧ наибольшей интенсивности в смежных помещениях жилых, административных и общественных зданий, так как на 48 % контролируемых объектов максимальные зафиксированные значения магнитной индукции превышали 5 мкТл.
Гигиенически значимыми источниками МП ПЧ в условиях внепроизводственного воздействия являются токи по токоведущим частям распределительных устройств (РУ) различного назначения. К этому типу источников мы относили как РУ промышленных объектов, оснащенных, в т. ч. установками компенсации реактивной мощности, так и РУ (электрощиты), установленные в жилых, административных и общественных зданиях.
Обобщенные результаты гигиенической оценки интенсивности МП ПЧ, создаваемого РУ, на расстоянии до 25 м от них, приведены в таблице 3.8.
На 6 объектах из 31 (19.4 %) в спектральном составе МП ПЧ в спектре сигнала зафиксировано преобладание 3-й гармоники основной частоты 50 Гц (150 Гц).
В результате исследований выявлены особые типы источников МП ПЧ -токи по системе трубопроводов (отопление, водопроводы, канализация, газоснабжение) и по металлоконструкциям зданий и сооружений, возникающие из-за нарушений в системе электроснабжения зданий, например, при повреждении изоляции нулевых рабочих проводников кабельных линий, в результате чего появляется несанкционированная гальваническая связь нулевых рабочих проводников электропотребителей с РЕ-системой (системой защитного зануления/заземления) здания.
Обобщенные результаты гигиенической оценки интенсивности МП ПЧ, создаваемого токами по системе трубопроводов и по металлоконструкциям зданий и сооружений, приведены в таблице 3.9.
На 6 объектах из 17 (35.3 %) в спектральном составе МП ПЧ в спектре сигнала зафиксировано преобладание 3-й гармоники основной частоты 50 Гц (150 Гц).
Специфическим источником МП ПЧ являются несбалансированные токи по системе катодной защиты трубопроводов, где наряду с постоянной составляющей (0 Гц) основной гармоникой магнитного поля становится гармоника с частотой 100 Гц (2-я гармоника 50 Гц). Проводники, отходящие от станций катодной защиты, имеют значительную длину (до нескольких десятков метров) и располагаются на стенах зданий.
Обобщенные результаты гигиенической оценки интенсивности МП ПЧ, создаваемого системой катодной защиты трубопроводов, приведены в таблице 3.10.
Исследования влияния МП ПЧ на состояния генеративной функции мышей
Исследования состояния генеративной функции мышей, подвергавшихся воздействию МП ПЧ с магнитной индукцией 100 и 400 мкТл, позволяют видеть, что:
- после спаривания спарились все самки, кроме одной в контрольной группе;
- беременность во всех группах протекала без особенностей;
- все роды прошли успешно.
Как видно из данных, представленных в таблице 2.1, средние сроки от начала спаривания до родов у самок контрольной и обеих опытных групп статистически достоверно не отличались и составляли, соответственно, 23.4±0,6 дня у самок контрольной группы, 22.0±0,5 дней при воздействии МП ПЧ с магнитной индукцией 100 мкТл и 23.2±0,9 дней при воздействии МП ПЧ с магнитной индукцией 400 мкТл.
Все родившие самки нормально вскармливали потомство. Как в контрольной, так и в обеих опытных группах некоторые осемененные самки оказались небеременными (см. таблицу 3.17).
Сравнение по формуле Фишера этого показателя между животными опытных и контрольной группы не позволило вывить каких-либо статистически достоверных различий между от контроля (р 0.6 и р 0.3) для обеих опытных групп.
Подсчет численности однодневных пометов у животных обеих опытных и контрольной групп (см. таблицу 3.18) также не позволил выявить статистически достоверных отличий между средними значениями численности мышат в помете в контрольной и обеих опытных группах.
Незначительная тенденция к увеличению среднего числа в помете мышат при воздействии МП ПЧ с магнитной индукцией 100 мкТл и к снижению - при воздействии МП ПЧ с магнитной индукцией 400 мкТл не достигает порога статистической значимости.
Как видно из данных таблицы 3.18, через 30 дней после рождения эти незначительные различия между средней численностью пометов у животных контрольной и опытных групп нивелировались. Численность мышат в пометах контрольной и обеих опытных групп была приблизительно одинаковой. Также не выявляется различий между группами и по долевому содержанию умерших в течение 30 дней после рождения мышат в пометах контрольной группы и групп, самки в которых подвергались воздействию МП ПЧ с магнитной индукцией 100 и 400 мкТл (см. таблицу 3.18).
Анализ характера распределения потомства по полу и средние значения массы тела мышат в 30-дневном возрасте (см. таблицу 3.19) также не обнаруживают каких-либо значимых отличий этих показателей между животными контрольной и обеих опытных групп.
Таким образом, результаты исследования влияния воздействий МП ПЧ с магнитной индукцией 100 и 400 мкТл на самцов и самок мышей в течение 2 месяцев до спаривания и на самок в течение беременности (вплоть до родов) не обнаруживают значимого влияния как на способность самок к спариванию, так и на сроки беременности, соотношение полов в потомстве, постнатальную смертность, рост и развитие потомков мышей. Это свидетельствует об отсутствии вредного действия МП ПЧ указанной интенсивности на воспроизводительную функцию этих животных.
На основании этих данных можно предположить, что значения магнитной индукции 100 и 400 мкТл для условий хронической экспозиции лежат ниже порога неблагоприятного влияния на генеративную функцию у мышей.
Анализ результатов собственных гигиенических исследований показал чрезвычайно широкий разброс зафиксированных значений магнитной индукции в местах неконтролируемого доступа населения - от менее чем 0.04 до около 100 мкТл при среднем значении, немногим превышающим 1 мкТл. Мы показали, что к основным гигиенически значимым источникам следует относить несбалансированные токи по кабельным линиям системы электроснабжения 0.4 кВ, токоведущим элементам оборудования встроенных ТП, токоведущим частям РУ, трубопроводам и металлоконструкциям, проводам ВЛ сверхвысокого напряжения, токоведущим элементам электрооборудования рабочих мест, токоведущим элементам станций катодной защиты трубопроводов.
К отличительным особенностям современных источников МП ПЧ в условиях внепроизводственных воздействий следует отнести: скрытый характер расположения источников и практически полное отсутствие контроля за режимом их работы; сложную пространственно-временную конфигурацию МП ПЧ; выраженное наличие высших гармонических составляющих МП ПЧ для ряда источников; значительные изменения интенсивности МП ПЧ во времени и ярко выраженный интермиттирующий характер воздействия.
Собственное экспериментальное исследования на лабораторных животных (крысах и мышах) по изучению биоэффектов хронической экспозиции МП ПЧ показало статистически достоверные увеличение массы тела крыс, продолжавшееся и через 1 месяц после прекращения воздействия МП ПЧ, и наличие признаков угнетения клеточного иммунитета крыс при отсутствии повреждающего действия на фагоцитарное и гуморальное звенья иммунитета при воздействии МП ПЧ с магнитной индукцией 400 мкТл. При этом не наблюдалось повреждающее действие МП ПЧ на нервную и репродуктивную системы подопытных животных (как крыс, так и мышей).
