Общая и медицинская экология

Второй механизм обеспечивает восстановление образовавшегося в крови метгемоглобина до гемоглобина при участии двух ферментативных систем. В обеих системах донорами электронов являются продукты анаэробного этапа метаболизма глюкозы и пентозо-фосфатного превращения. Недостаток восстановленного НАДФ при этом также может сопровождаться образованием телец Гейнца.

Хроническое воздействие нитратов угнетает некоторые стороны иммунного статуса.

12.5 Роль нитратов в патологии детского возраста

Дети раннего возраста, особенно первых трех месяцев жизни, наиболее подвержены воздействию нитратов. Это связано с рядом факторов:

• у детей раннего возраста высокое содержание в крови фетального гемоглобина (Hb-F) (у новорожденных -- до 60-- 80% общего гемоглобина с последующим падением в течение первых трех недель до 20-30%), который легче окисляется в метгемоглобин, а также примитивного гемоглобина НЬ-Р;

• у детей не полностью развита система НАДФН-метгемоглобинредуктаза, которая разрушает метгемоглобин;

• у грудных детей желудочный сок имеет меньшую кислотность (pH 3,8--5,8), что способствует росту в верхних отделах желудочно-кишечного тракта микрофлоры, восстанавливающей нитраты в нитриты;

• грудные дети потребляют жидкости в пересчете на массу тела в 10 раз больше, чем взрослые (а большинство случаев нитратно-нитритной метгемоглобинемии у них связано именно с употреблением воды с высоким содержанием нитратов для приготовления молочных смесей).

Хроническое отравление детей нитратами вызывает следующие изменения в состоянии здоровья:

• тенденция к увеличению роста и массы тела при уменьшении окружности грудной клетки, мышечной силы кистей рук, жизненной емкости легких;

• повышенная возбудимость ЦНС (более быстрая реакция на световой и звуковой раздражители);нарушение сердечной деятельности (увеличение длительности сердечного цикла) вследствие тканевой гипоксии;

• изменение функции печени (усиление активности сорбитдегидрогеназы и холинэстеразы, снижение активности альдолазы);

• изменение ряда иммунологических показателей: напряжение Т-клеточного иммунитета, дисбаланс В-системы иммунитета, снижение активности факторов неспецифической защиты.

12.6 Острое отравление нитратами и нитритами

Число отравлений нитратами в настоящее время невелико, однако необходимо учитывать, что интоксикация ими характеризуется довольно тяжелым течением и может заканчиваться летальным исходом.

Острая нитратно-нитритная метгемоглобинемия может развиться при употреблении питьевой воды, овощей, мясных и рыбных продуктов, содержащих высокие концентрации нитратов и нитритов. Отравление возможно при ошибочном употреблении селитры вместо поваренной соли или питьевой соды, при употреблении молочных смесей, приготовленных на воде с высоким содержанием нитратов, а также при употреблении соков из различных овощей.

Отравление наступает быстрее и протекает тяжелее при попадании нитратов в организм с водой.

Скорость всасывания нитратов при поступлении их в организм с пищей в большой степени зависит от состава рациона. При растительной пище максимальная концентрация нитратов в крови достигается через 2--3 ч. Жиры снижают скорость их всасывания.

Клинические признаки развиваются через 1--1,5 ч при поступлении нитратов с водой и через 4--6 ч при поступлении с пищей. Появляется цианоз губ, слизистых оболочек, ногтей, лица. Вследствие раздражающего действия нитратов на слизистую ЖКТ возможны тошнота, рвота, слюноотделение, боли в эпигастральной области, понос. При поступлении нитратов с водой такие проявления наблюдаются реже, при поступлении с пищей они резко выражены.

Характерны симптомы со стороны нервной системы: общая слабость, сильная головная боль в затылочной области, сонливость (у детей беспокойство), головокружение, нарушение координации движений, в тяжелых случаях - судорожные подергивания и повышенная ригидность мышц, потеря сознания, коматозное состояние.

Недостаток кислорода в тканях усугубляется сосудорасширяющим эффектом нитратов с последующим снижением артериального давления. Пульс неровный, слабого наполнения, конечности холодные. Больные жалуются на боль в груди, может наблюдаться одышка.

12.7 Диагностика острых отравлений нитратами и нитритами

При постановке диагноза помимо клинической картины необходимо учесть следующие данные:

• неоднократные случаи отравления;

• наличие в анамнезе факта употребления воды или пищи;

• содержание нитратов в рвотных массах или первой порции промывных вод желудка в количестве более 10 мг%.

Максимальный уровень метгемоглобина отмечается через 1 ч после поступления нитратов с водой и через 3--5 ч после поступления их в организм с пищей, причем снижается он довольно быстро. В тяжелых случаях метгемоглобин обнаруживается в течение нескольких суток, но в случае средней тяжести - только на протяжении 1--2 дней, а иногда приходит в норму уже к концу первых суток.

Лабораторное исследование подозреваемых пищевых продуктов, воды, рвотных масс и промывных вод желудка обеспечивается санитарно-гигиеническими лабораториями (крови, мочи).



12.8 Оказание медицинской помощи при отравлении нитратами и нитритами

Необходимо различать немедленные и отсроченные действия при отравлении этими ксенобиотиками.

• Первая помощь:

-- промывание желудка водой с добавлением питьевой соды;

— назначение адсорбента (активированный уголь), солевого слабительного;

— полный покой (способствует более экономному использованию дефицитной при нитритных интоксикациях энергии).

• Для снижения содержания метгемоглобина необходимо:

— введение метиленового синего -- 1%-й и раствор внутривенно, 10 мг/кг; вводится порциями с интервалом 15-- 20 мин или хромосмон (1%-й раствор метиленового синего в 25%-м растворе глюкозы);

— назначение тиосульфата натрия - 30%-й раствор, внутривенно медленно вводят 5--10 мл;

— введение аскорбиновой кислоты -- 5%-й раствор, до 50-60 мл.

• Оксигенотерапия. Ингаляции проводят циклами по 10--15 мин. Более эффективна в данном случае гипербарическая оксигенация.

• Форсированный диурез. Наиболее допустимый метод -- водная нагрузка (прием внутрь большого количества жидкости). Полиурия наступает через 20--30 мин и достигает максимума в начале второго часа. Возможно внутривенное введение 2--3 л изотонического раствора NaClили 5%-й глюкозы.

Назначение сердечных средств (даже при отсутствии явных изменений со стороны сердечной деятельности.



12.9 Регламентирование содержания нитратов и нитритов в пищевых продуктах

По рекомендации ВОЗ установлена допустимая суточная доза (ДСД) поступления нитратов для взрослого человека -- 5 мг/кг, нитритов -- 0,15 мг/кг.

Для дошкольников рекомендуется ДСД 0,2 мг/кг.

Исходя из этого, допустимое суточное потребление нитратов (мг/сут) будет составлять при весе: до 10 кг (ребенок до 6 месяцев) - не допускается;

10 кг (ребенок 1 года) -- 2;

20 кг (ребенок 5 лет) -- 4;

30 кг-- 120;

50 кг -- 200;

60 кг -- 240;

80 кг-- 320.

N-НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯ

Количество соединений этой группы очень велико. Общей для них является нитрозогруппа N-- N= О, к которой могут присоединяться различные радикалы. В зависимости от характера этих радикалов выделяют два класса соединений с различными свойствами:

• нитрозамины;

• нитрозамиды.

В окружающей среде нитрозосоединения содержатся в низких концентрациях в атмосферном воздухе, воде, пищевых продуктах. Антропогенные источники поступления нитрозосоединений в среду -- производства красителей, смазочных масел, пестицидов.

Нитрозосоединения образуются в результате взаимодействия нитритов с вторичными и третичными аминами и амидами, которые являются промежуточными продуктами метаболизма белков. Замедляют синтез танины, цистеин, токоферол, ретинол, аскорбиновая кислота (самый активный и доступный ингибитор).

Отечественные и зарубежные данные свидетельствуют о почти полном отсутствии нитрозосоединений в молоке и молочнокислых продуктах.

Из напитков наибольшее количество нитрозаминов обнаружено в пиве (до 14 мкг/л). В натуральных винах и крепких алкогольных напитках они встречаются реже и в малых концентрациях (1--3 мкг/л).

Из продуктов животного происхождения концентрация нитрозосоединений увеличивается в следующей последовательности: свежее мясо, вареные, полукопченые, копченые продукты, сосиски. К увеличению концентрации нитрозосоединений приводят обжаривание, посол, копчение мясных продуктов. Чем больше температура и время обработки, тем больше нитрозаминов образуется в продукте. Однако нитрозамины практически не образуются при приготовлении продукта в микроволновой печи. Обработка продуктов коптильным дымом, содержащим нитрогазы, также способствует процессу нитрозирования, а присутствующий в дыме формальдегид катализирует эту реакцию. К образованию нитрозаминов приводит реакция между нитритами, содержащимися в продукте, и специями (черный и красный перец).

Врыбных продуктах нитрозамины выявляются реже и в меньших концентрациях.

12.10 Действие на организм человека n-нитрозосоединений

Нитрозамины в больших концентрациях оказывают выраженный гепатотоксический эффект. Наиболее значимые биологические эффекты нитрозосоединений -- канцерогенный и тератогенный. Механизм действия нитрозамидов сводится к тому, что они в водной среде самопроизвольно распадаются до электрофильных продуктов - алкилдиазогидроксида и иона диазония. Есть предположение о возможной роли нитрозосоединений в развитии рака носоглотки, пищевода и желудка.

Некоторые нитрозосодержащие медикаменты, например, блокаторы Н₂-гистаминовых рецепторов, применяемые в гастроэнтерологии (циметидин и тагамет), проявляют мутагенное и канцерогенное действие. Для снижения риска развития онкологических заболеваний, вызванных нитрозосоединениями алиментарного происхождения, рекомендуются следующие мероприятия:

• сведение к минимуму содержания в продуктах предшественников нитрозосоединений:

• максимальное использование мяса в свежевареном виде;

• четкое выполнение рецептур, режимов обработки и других технологических требований при производстве колбасных и копчено-соленых изделий.

Содержание нитрозаминов в продуктах не должно превышать 10 мкг/кг.

Значительная нагрузка нитрозаминами имеет место у курильщиков, так как в табаке возникает большое количество специфических нитрозосоединений никотина и других алкалоидов.

Аскорбиновая кислота и токоферол тормозят, хлорогеновая кислота из кофе стимулирует процесс нитрирования в организме человека.

Большая часть нитрозаминов (свыше 99%) метаболизируется в кишечнике и печени. Главный путь для обезвреживания нитрозаминов -- окислительное денитрирование с помощью цитохрома Р-450



Тема 13. Эколого-медицинская характеристика внутренней среды помещений

13.1 Общие представления

Известно, что люди в развитых странах мира проводят 90% времени в закрытых помещениях. Внутреннее загрязнение может являться гораздо более существенным источником воздействия на человека, чем наружное, 40% загрязнителей имеют наружное происхождение. ВОЗ отмечает, что примерно 30% новых и отремонтированных зданий во всем мире могут быть источником жалоб на состояние здоровья, связанных с качеством внутренней среды помещений.

Множество факторов влияет на условия проживания или работы людей в помещениях: температура, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха и др. При этом их оптимальное сочетание формирует наиболее комфортные условия существования человека.

Система вентиляции, характеризующаяся кратностью воздухообмена, т.е. объемом воздуха, обмениваемого за час. В современных помещениях эта величина может достигать 0,1, в то время как в старых, плохо спроектированных домах она может быть равна 4. Другими факторами являются: тип строения, вид фундамента, тип строительных материалов, использованных для внутренней отделки помещений, активность человека в помещениях, приготовление пищи, характер отопления, курение, наличие определенной аппаратуры и приборов, количество проживающих или работающих людей, наличие домашних животных и др.

Табачный дым

В процессе горения табака возникает около 600 различных химических соединений, которые относятся к гемоглобинсвязывающим, канцерогенным, коканцерогенным, радиоактивным соединениям, промоторам опухолей и др. (оксид углерода, нитрозамины, альдегиды, никотин, бенз[а]пирен, акролеин, полоний-210 и др.).

При сгорании табака воздушная среда помещений загрязняется за счет двух механизмов -- основного и косвенного. Основной путь попадания продуктов горения связан с затягиванием курильщиком табачного дыма. Так как в этот момент увеличивается приток кислорода, то температура тлеющего табака повышается до 900 °С, что способствует более полному процессу сгорания.

Косвенный источник загрязнения воздуха связан с процессом тления сигареты, соответственно этому меняется и набор высвобождаемых продуктов горения.

Активный курильщик, выкуривающий 20 сигарет в день, вдыхает в 4 раза больше оксида углерода, в 100 раз больше никотина и в 20 000 раз больше связанных с аэрозолями канцерогенных нитрозаминов, чем пассивный курильщик.

У преобладающего большинства несенсибилизированных, здоровых, некурящих людей табачный дым вызывает раздражение слизистых верхних дыхательных путей и глаз.

Пассивное курение играет значительную роль в индукции острых и обострении хронических болезней. Главный токсичный компонент табачного дыма -- никотин. Путем освобождения вазопрессина никотин способствует подъему кровяного давления; путем активации симпатической системы ведет к выбросу адреналина и, как следствие этого, к сокращению сосудов, увеличению частоты сердечных сокращений, распаду жира и гликогена, увеличению сенсорной чувствительности и частоты дыхания.

Ряд других продуктов сгорания табака обладают канцерогенным действием.

ПАУ обладают выраженным канцерогенным действием, которое реализуется путем встраивания в молекулу ДНК с нарушением, тем самым, генетической информации.

Бензол -- также компонент табачного дыма, где его концентрация может доходить до 100 мкг/м3. Он может также находиться во внутреннем пространстве автомобилей.Этот компонент хорошо проникает в организм при ингаляции. В легких метаболизируется и выводится из организма в виде конъюгатов с глюкуроновой или серной кислотами. При хроническом воздействии способен индуцировать лейкемию у человека.

Употребление никотина матерью во время беременности связывают с синдромом внезапной смерти младенца. У детей в возрасте до трех лет продукты сгорания табака вызывают удвоение числа пневмоний, бронхитов

Природный газ и продукты его сгорания

Другой важный источник внутреннего загрязнения -- природный газ и продукты его сгорания. Газ -- многокомпонентная система, состоящая из десятков различных соединений, в том числе и специально добавляемых.

Использование приборов, в которых происходит сжигание природного газа (газовые плиты и котлы), оказывает неблагоприятный эффект на человеческое здоровье.

Одоранты, газообразные углеводороды, ядовитые металлоорганические комплексы и радиоактивный газ радон), продукты неполного сгорания (оксид углерода, диоксид азота и др. могут воздействовать на организм человека как сами по себе, так и в комбинации друг с другом (эффект синергизма).

Одоранты добавляются к природному газу с целью его обнаружения при утечках. Хотя эти соединения присутствуют в весьма небольших, подпороговых концентрациях, которые не рассматриваются как ядовитые для большинства индивидуумов, их запах может вызывать тошноту и головные боли у здоровых людей. Люди, страдающие астмой, часто идентифицируют запах как промотор (триггер) астматических приступов.

К одорантам относится, к примеру, метантиол -- обычно используется как ароматическая добавка к природному газу. Другой меркаптан, используемый тоже как ароматическая добавка к природному газу -- меркаптоэтанол. Сильный раздражитель для глаз и кожи, способен оказывать токсический эффект через кожу. Огнеопасен и при нагревании разлагается с образованием высокоядовитых паров SO_x.

Меркаптаны, являясь загрязнителями воздуха помещений, содержат серу и способны захватывать элементарную ртуть. В высоких концентрациях меркаптаны могут вызывать нарушение периферического кровообращения и учащение пульса, способны стимулировать потерю сознания, развитие цианоза или даже смерть.

Аэрозоли. Сгорание природного газа приводит к образованию мелких органических частиц (аэрозолей), включая канцерогенные ароматические углеводороды, а также некоторые летучие органические соединения. ЛОС -- предположительно сенсибилизирующие агенты, которые способны индуцировать совместно с другими компонентами синдром «больного здания», а также множественную химическую чувствительность (МХЧ).

К ЛОС относится и формальдегид, образующийся в небольших количествах при сгорании газа. Использование газовых приборов в доме, где проживают чувствительные индивидуумы, увеличивает воздействие к этим раздражителям, впоследствии усиливая признаки болезни

Более того, водяные пары, образующиеся при сгорании природного газа, -- транспортное звено для аэрозольных частиц и загрязнителей при их переносе к легочным альвеолам.

При сгорании природного газа образуются и аэрозоли, содержащие полициклические ароматические углеводороды. Они оказывают неблагоприятное воздействие на дыхательную систему и являются известными канцерогенными веществами. Образование бензола, толуола, этилбензола и ксилола при сжигании природного газа также неблагоприятно для здоровья человека. Бензол, как известно, канцерогенен в дозах, значительно ниже пороговых. Воздействие к бензолу коррелирует с увеличенным риском возникновения рака, особенно лейкемии. Сенсибилизирующие эффекты бензола не известны.

Диметилртуть (CH3)2Hg - особенно опасное металлоорганическое соединение из-за его высокой липофильности. Метилртуть может быть инкорпорирована в организм путем ингаляционного поступления, а также через кожу. Всасывание этого соединения в желудочно-кишечном трактате составляет почти 100%. Ртуть обладает выраженным нейротоксическим эффектом и свойством влиять на репродуктивную функцию человека.

Продукты сгорания природного газа. Диоксид азота способен действовать на легочную систему, что облегчает развитие аллергических реакций к другим веществам, уменьшает функцию легких, восприимчивость к инфекционным заболеваниям легких, потенцирует бронхиальную астму и другие респираторные заболевания. Это особенно выражено у детей.

В продуктах сгорания природного газа присутствует довольно высокая концентрация сероводорода (H2S), который загрязняет окружающую среду. Он ядовит в концентрациях ниже, чем 50.ppm, а в концентрации 0,1-- 0,2% смертелен даже при непродолжительной экспозиции. Хотя сероводород имеет сильный запах, его непрерывное низкоконцентрационное воздействие ведет к утрате чувства запаха. Высокие уровни ведут к шоку, конвульсиям, коматозному состоянию, которые заканчиваются смертью.

Радон. Радон (222Rn) также присутствует в природном газе и может быть доставлен по трубопроводам к газовым плитам, которые становятся источниками загрязнения. Так как радон распадается до свинца (период полураспада 210РЬ равен 3,8 дня), это приводит к созданию тонкого слоя радиоактивного свинца (в среднем толщиной 0,01 см), который покрывает внутренние поверхности труб и оборудования. Образование слоя радиоактивного свинца повышает фоновое значение радиоактивности на несколько тысяч распадов в минуту (на площади 100 см2). Удаление его очень сложно и требует замены труб.

Следует учитывать, что простого отключения газового оборудования недостаточно, чтобы снять токсическое воздействие и принести облегчение химически чувствительным пациентам. Газовое оборудование должно быть полностью удалено из помещения, так как даже не работающая газовая плита продолжает выделять ароматические соединения, которые она поглотила за годы использования.

Формальдегид

Формальдегид (НСНО) -- наиболее простое соединение из группы альдегидов. Бесцветный газ с порогом запаха около 0,1 мг/м3, или 0,08 ppm. Широко применяется в производстве различных строительных материалов и пластмасс (прессованный картон, древесно-стружечные плиты, изолирующие материалы, карбамид-формальдегидные смолы, клеи, текстильные материалы и др.). Упомянутые материалы широко применяются в строительстве, мебельной промышленности. Путем испарения (эксгаляции) попадает в воздушную среду помещений, особенно в первые месяцы после изготовления этих предметов.

Помимо этого, формальдегид образуется в процессе сгорания различных материалов (табака, природного газа, при пользовании открытыми отопительными приборами). Воздействие формальдегида на человека зависит от его действующей концентрации в воздухе (табл. 12.4).

Допустимые концентрации формальдегида в воздухе помещений в разных странах устанавливаются на уровне 1--3 ppm (при 8-часовом воздействии). Концентрация формальдегида в помещениях сильно зависит от степени их меблированности. Показано, что в условиях хорошей вентилируемости в немеблированной комнате концентрация формальдегида составляет 80 мкг/м3 (65 ppb). При установке мебели эта величина возрастает примерно в три раза, в то время как в наружном воздухе она составляет меньше 3 ppb. Таблица 12.4

Согласно рекомендациям ВОЗ концентрация формальдегида не должна превышать 100 мкг/м3 при получасовом воздействии на человека.

Пентахлорфенол асбест

Весьма широко используется в строительстве и других отраслях хозяйства. Используется как огнеупорный материал в нагревательных приборах и устройствах акустической изоляции, в напольных и потолочных покрытиях, а также в покрытиях гладильных досок, бытовых электроприборах и др.

С течением времени асбест распадается или повреждается, и микроскопические волокна попадают в воздух. Особую опасность представляют волокна длиной более 5 мк и диаметром менее 3 мк (соотношение длины к диаметру 3:1). Эти частицы могут попадать в легкие и в силу того обстоятельства, что асбест -- это инертный материал, инкапсулируются. В течение десятилетий волокна остаются в легких, приводя к фиброзу легких (асбестоз), плевральной или перитонеальной мезотелиоме.

Биологические факторы

Биологические факторы могут загрязнять внутреннее пространство помещений и служить источником патологии у человека. О некоторых из них (микроорганизмах, плесневых грибах) уже шла речь в гл. 5.

Еще один биологический фактор помещений -- клещи домашней пыли (например, Dermatophagoides pteryonyssinus) -- основная причина аллергических заболеваний (рис. 12.10). Клещи находятся в каждом жилом помещении. Подсчитано, что в грамме домашней пыли можно обнаружить 1500--2000 клещей. Примерно 10-15% людей демонстрируют аллергические реакции на самих клещей, 80% -- на их фекалии, 20% -- на белковые компоненты клещей.

Контакт аллергена с IgE, фиксированным в тканях бронхов, слизистой оболочки носа и конъюнктивы, приводит к освобождению медиаторов аллергического воспаления и вызывает симптомы астмы либо сенной лихорадки.

Самым высоким содержанием клещей характеризуются спальные комнаты. Например, в каждом матраце находится примерно 1--2 млн клещей.

Твердые покрытия пола, паркет, линолеум содержат гораздо меньшее количество клещей, чем ковры, которыми покрыты полы.

Ртуть в быту

Пары ртути довольно тяжелые и плохо рассеиваются, зато хорошо переносятся воздушными потоками на большие расстояния в виде устойчивого «облака». Такие «облака» и потоки могут распространяться на несколько этажей и проявляться в самых неожиданных местах.

В быту человеком используются следующие изделия, содержащие ртуть:

ь барометры. Эти приборы могут содержать до 2 кг ртути;

ь ртутьсодержащие выключатели и переключатели. Применяются в различных устройствах, в том числе в некоторых типах бытовых электрических звонков. Могут содержать до нескольких десятков граммов ртути;

ь термометры и терморегуляторы. Одни из наиболее распространенных приборов с ртутным заполнением. Термометры имеются почти в каждой семье. Содержание ртути в медицинском термометре составляет около 2 г. При нарушении его целостности, особенно если при этом ртуть разлетелась на мелкие капли, в помещении в течение нескольких секунд концентрация паров ртути в воздухе начинает превышать ПДК в 10--20 раз;

ь люминесцентные лампы в промышленных и жилых помещениях. Содержание ртути в люминесцентной. Мероприятия по снижению испаряемости ртути. Если есть возможность, то следует снизить температуру в помещении, где была разлита ртуть. В силу того, что медицинские термометры используют главным образом в холодное время года, то для понижения температуры достаточно открыть окна. Это позволит снизить процесс испарения ртути.

С собранной ртутью следует обращаться аккуратно. Ни в коем случае нельзя выбрасывать ее в канализацию или мусоропровод. Это приведет к новым, трудноудаляемым загрязнениям. Банку с собранной ртутью необходимо сдать представителям МЧС. Не рекомендуется пользоваться при механической демеркуризации пылесосом. Во-первых, при сборе ртути пылесосом в помещении резко возрастает концентрация ее паров. Во-вторых, обычный пылесос после такой процедуры использовать по прямому назначению больше будет нельзя из-за его сильного загрязнения.

Далее, необходимо приготовить раствор, обладающий окислительными свойствами. Демеркуризационный раствор готовят путем добавления на литр воды нескольких кристаллов марганцовки (до темно-бурого цвета), столовой ложки соли и столовой ложки уксусной эссенции или щепотки лимонной кислоты. Следует наносить раствор на те места, где проводился сбор ртути, уделяя особое внимание щелям, куда можно залить небольшое количество раствора. Нанесенный раствор следует оставить на 6-8 ч, периодически, по мере высыхания раствора, смачивая водой обработанную поверхность.

Аэроионы

Определенный фактор, влияющий на самочувствие человека и его заболеваемость, -- концентрация аэроионов. Обычно она составляет от сотен до нескольких тысяч аэроионов на кубический сантиметр воздуха (табл. 12.5). Аэроионы имеют положительный и отрицательный заряды, и их соотношение составляет 5:4 соответственно. Положительный физиологический эффект оказывают ионы с негативным зарядом (легкие ионы). Тяжелые ионы -- это те же самые молекулы, но осевшие на мельчайших частицах. Они отрицательно действуют на организм человека. Основные отрицательные легкие ионы в атмосфере -- ионы озона (О3-), а основные положительные -- ионы окиси азота (NO+). Когда мы дышим, часть легких ионов превращается в тяжелые (именно поэтому в многолюдном помещении так трудно дышать -- воздух спертый и несвежий).

В некоторых плохо вентилируемых помещениях концентрация аэроионов с положительным зарядом может возрастать, что нарушает упомянутое соотношение и служит одной из причин явления, которое носит название синдрома больного здания (СБЗ).

Этот термин появился около 20 лет назад. Согласно определению ВОЗ СБЗ -- синдромокомплекс, касающийся неспецифических ощущений в виде плохого самочувствия, которое связывается с пребыванием в некоторых современных зданиях.

Наиболее распространенные симптомы, относящиеся к СБЗ, -- сонливость, ощущение заложенности носа, сухости в горле, головная боль, раздражение или сухость глаз, насморк, боль в спине, шее или плечах, повышенная чувствительность к запахам.

13.2 Неионизирующие излучения. электромагнитные поля. Электросмог

Неионизирующие излучения являются одним из самых мощных экологических факторов, действующих на человека в современном обществе. Это связано со следующими обстоятельствами:

ь в силу развития цивилизации, повышения благосостояния населения интенсивность электромагнитного излучения увеличивается в 10 раз каждые 15 лет;

ь неионизирующие излучения действуют на все слои общества, включая новорожденных детей, беременных женщин, стариков и больных людей;

ь электромагнитное воздействие имеет непрерывный характер, т.е. действует на человека фактически круглосуточно.

Последние годы всю совокупность электромагнитных полей именуют электросмогом.

Электромагнитное поле (ЭМП) -- это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле (Е) порождает магнитное поле (Я), а изменяющееся магнитное -- вихревое электрическое поле; обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц ЭМП «отрывается» от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).

Электромагнитные волны характеризуются длиной волны -- X (лямбда) и частотой

Для практических целей выделяют низкочастотный (3--3000 Гц), среднечастотный (0,3--3 МГц) и высокочастотный диапазоны (свыше 3 МГц).

Электрическое поле измеряется в вольтах на метр (В/м), магнитное -- в тесла (Тл) или производных -- миллитесла, тысячная доля тесла (мТл), микротесла, миллионная доля тесла (мкТл).

Важная особенность ЭМП -- это деление его на так называемую «ближнюю» и «дальнюю» зоны.

В «ближней» зоне излучения электромагнитная волна еще не сформирована. «Дальняя» зона -- это зона сформировавшейся электромагнитной волны.

Упомянутые частотные диапазоны электромагнитных волн находят применение в различных видах человеческой деятельности. Сверхнизкий частотный диапазон является основой промышленной электросети (50 Гц). Очень низкие и низкие частоты -- рабочие частоты компьютерных мониторов и дисплеев. Диапазон свыше 0,3 ГГц (микроволновый диапазон) используется в радиотелефонии, бесшнуровых телефонах, сотовой связи, в микроволновых печах.

Согласно недавним исследованиям модулированное СВЧ ЭМП обладает туннелирующим эффектом на клетки головного мозга и тем самым открывает доступ для поступления через мембраны в мозг различных токсинов, в том числе тяжелых металлов. Туннелирующий эффект связан с образованием в мембранах клетки пор или каналов, через которые может происходить движение ионов, которое сопровождается изменением ионного гомеостаза и функции клетки. В этом отношении особенно активно микроволновое излучение.

Помимо всего прочего, человеческий организм состоит из токопроводящих тканей (например, нервная) и жидкостей (кровь, лимфа, межклеточная жидкость). В силу этого обстоятельства тело человека в целом, а также его отдельные части представляют собой резонаторы, т.е. антенны. Из- за колебательного характера электромагнитного излучения резонанс может иметь место при определенных длинах волн, а также с их кратными частями -- 1/2, 1/4 и 1/16 длиной волны.

Таким образом, при росте человека 1,7 м все тело является резонатором для длин волн с частотами 180, 45 и 11 МГц.

Электрическая составляющая электромагнитного поля формирует на поверхности тела человека и в его внутренних органах определенный потенциал (от нескольких сот милливольт до десятков вольт). Этот потенциал взаимодействует с собственными биоэлектрическими импульсами органов человека, величина которых составляет всего несколько милливольт, и тем самым искажает функцию определенных органов и систем организма (нервной, сердечно-сосудистой систем).

Низкочастотное электромагнитное поле может переносить свою тактовую частоту на биологические структуры (например, нервные, мышечные волокна) и тем самым дискоординировать их функции. Следствием этого могут быть нарушения функции коры головного мозга, ритма сердечных сокращений, а также другие проявления.

Результаты проведенных эпидемиологических исследований позволяют сделать вывод, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам, повлиять на развитие плода и, наконец, увеличить риск развития врожденных уродств.

ЭМП на производстве. Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ-диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которых определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечнососудистой систем. Было предложено выделить даже самостоятельное заболевание -- радиоволновую болезнь.

Наиболее ранними клиническими проявлениями последствий воздействия ЭМП на человека (радиоволновая болезнь) являются функциональные нарушения со стороны нервной системы, проявляющиеся, прежде всего, в виде вегетативных дисфункций неврастенического и астенического синдрома.

Работающие с магнитными полями (МП) и ЭМП, а также население, живущее в зоне действия ЭМП, жалуются на раздражительность, неопределенную симптоматику. Медицинские аспекты действия ЭМП

Первичным проявлением действия ЭМП на организм человека является электрочувствительность.

Это новый термин, который недавно вошел в терминологию специалистов, занимающихся проблемами экологической медицины. Обозначает повышенную чувствительность к компонентам электросмога, т.е. электромагнитным полям различных частот, начиная со статического электричества и заканчивая СВЧ-диапазоном. Согласно данным ВОЗ имеется около 5% электрочувствительных индивидуумов.

Общие симптомы:

ь нарушение концентрации внимания;

ь головные боли;

ь общая слабость, потеря сил;

ь потеря работоспособности;

ь непреходящая усталость;

ь приступы головокружения;

ь плохой, поверхностный сон;

ь снижение потенции;

ь состояние внутреннего опустошения;

ь нестабильность температуры тела;

ь аллергические реакции.

Симптомы со стороны нервной системы:

ь функциональные нарушения центральной и вегетативной нервной систем;

ь изменения электроэнцефалограммы;

ь неврастенические проявления;

ь склонность к потению;

ь легкое дрожание пальцев.

Симптомы со стороны сердечно-сосудистой системы.

ь кардиоваскулярные нарушения;

ь ваготонические нарушения сердечно-сосудистой системы;

ь нестабильность пульса и артериального давления.

Большинство врачей людям, страдающим от электросмога, чаще всего ставят диагноз -- астеновегетативный или астенический синдром.

Основные источники электромагнитных полей-электропроводка.

Наибольший вклад в электромагнитную обстановку жилых помещений в диапазоне промышленной частоты 50 Гц вносит электротехническое оборудование здания, а именно: кабельные линии, подводящие электричество ко всем квартирам и другим потребителям системы жизнеобеспечения здания, а также распределительные щиты и трансформаторы, различного рода удлинители, бытовые приборы.

Основными мерами защиты от ЭМП промышленной частоты являются:

* исключение продолжительного пребывания (несколько часов в день) в местах повышенного уровня магнитного поля промышленной частоты;

* максимальное удаление спальных мест от источников облучения. Расстояние до распределительных щитов, силовых электрокабелей должно быть не менее 2,5--3 м.

Бытовые электроприборы. Все бытовые приборы, работающие с использованием электрического тока, являются источниками электромагнитных полей. Наиболее мощными источниками следует признать: СВЧ-печи, аэрогрили, холодильники с системой «без инея», кухонные вытяжки, электроплиты, телевизоры. Реально создаваемое ЭМП в зависимости от конкретной модели и режима работы может сильно различаться у оборудования одного типа (рис. 12.16). Значения магнитного поля тесно связаны с мощностью прибора: чем она сильнее, тем сильнее магнитное поле при его работе. Источник ЭМП в приборах -- промышленная электросеть, а также другие, более высокие частоты, которые излучаются различными блоками аппарата.

С увеличением расстояния от прибора магнитное поле уменьшается, что может быть одним из способов защиты от этого вида воздействия. Значения ЭМП от различных бытовых приборов нормируются согласно межгосударственным (российско-белорусским) санитарным нормам (табл. 12.7).

Теле- и радиостанции. Передающие радиоцентры (ПРЦ) обычно размещаются в специально отведенных для них зонах и могут занимать довольно большие территории (до 1000 га). Зону возможного неблагоприятного действия ЭМП, создаваемых ПРЦ, можно условно разделить на две части. Первая часть зоны -- это собственно территория ПРЦ, где размещены все службы, обеспечивающие работу станции. Эта территория охраняется и на нее допускаются только лица, профессионально связанные с обслуживанием передатчиков, коммутаторов и другого оборудования. Вторая часть зоны -- это прилегающие к ПРЦ территории, доступ на которые не ограничен и где могут размещаться различные жилые постройки (возникает угроза облучения населения, находящегося в этой части зоны).

Телевизионные передатчики. Телевизионные передатчики располагаются, как правило, в городах. Передающие антенны размещаются обычно на высоте более 110 м. С точки зрения оценки влияния на здоровье населения интерес представляют уровни поля на расстоянии от нескольких десятков метров до нескольких километров. Типичные значения напряженности электрического поля могут достигать 15 В/м на расстоянии 1 км от передатчика мощностью 1 МВт.

ЛЭП -- наиболее сильные факторы влияния на биологические объекты. Например, в районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых -- изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем поля.

У растений распространены аномалии развития: часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки.

Здоровый человек страдает от относительно длительного пребывания в поле ЛЭП. Кратковременное облучение в течение нескольких минут способно привести к негативной реакции только у гиперчувствительных людей.

При продолжительном пребывании (месяцы, годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания сердечно-сосудистой и нервной систем.

Сотовая связь. Принципы мобильной телефонии. Одним из основных источников электромагнитного излучения для современного человека является мобильная телефония. Уровни облучения за счет этих источников весьма высоки, и с появлением новых технологий следует ожидать дальнейшего увеличения интенсивности излучения. При этом новые устройства будут использовать все более высокие частоты. Примером может служить недавно появившаяся технология безкабельного соединения электронных устройств Bluetooth, использующая принцип радиосвязи.

Более подробно следует остановиться на технических и медико-биологических аспектах стандарта GSM (Globale System for Mobile Communication) как одной из базовых технологий второго поколения сотовой связи. Основой любой сотовой связи является деление территории охвата на определенные ячейки, или соты. Электромагнитные модулированные сигналы передаются в пределах ближайшей соты от мобильного аппарата на базовую станцию и обратно. Далее они могут быть переданы по кабельному соединению или радиосигналом в зоне прямой видимости от одной соты к другой на частоте 13, 23 или 38 ГГц.

Максимальная допустимая выходная мощность телефона стандарта GSM не должна превышать 2 Вт.

Резюмируя сказанное, можно заключить, что наибольшей выходной мощностью обладает аппарат при максимальном удалении от базовой станции или при уменьшении сигнала за счет эффекта экранирования (например, во время разговора в тоннеле, железном гараже или железобетонном здании), или за счет уменьшения эффективности антенны (касание во время разговора самой антенны или верхней части аппарата).

Излучение от сотовых телефонов. При работе мобильного телефона стандарта GSM и выходной мощностью 2 Вт вблизи антенны создается электрическое поле с напряженностью 100 В/м. По действующим в Беларуси нормативным документам плотность потока от аппарата мобильной связи не должна превышать 100 мкВт/см2.

Излучение от базовых станций. Базовые станции устанавливают на автономных мачтах высотой 10--30 м или на коротких опорах на крышах зданий.

Дозиметрия электромагнитного излучения аппаратов сотовой связи. Для характеристики значения электромагнитного поля, взаимодействующего с телом человека, используют значение поглощенной дозы, т.е. то значение энергии поля, которое поглощается единицей массы ткани. Величину обозначают как SAR (Specific Absorption Rate) и выражают в ваттах на килограмм. До недавнего времени верхней границей значения SAR в Европе считалась величина 2 Вт/кг. Общепринята следующая градация величин SAR для мобильных телефонов:

· очень низкая облучающая способность -- SAR < 0,2 Вт/кг;

· высокая облучающая способность -- SAR > 1,0 Вт/кг.

Биологические и медицинские эффекты воздействия микроволнового излучения. Выделяют два механизма действия микроволнового излучения сотовых телефонов на ткани человеческого организма: термическое и нетермическое (информационное). Термический эффект вызывается повышением температуры и обусловлен более интенсивным движением или колебанием частиц, молекул и атомов вследствие поглощения энергии электромагнитного поля. В тканях организма этот процесс уравновешивается функционированием системы кровообращения, которая уносит выделяющееся тепло. Между тем в теле человека, особенно в области преимущественного воздействия излучения мобильных телефонов, имеются ткани, которые плохо кровоснабжаются в силу того обстоятельства, что не имеют сосудов. К ним относится ткань хрусталика глаза, тепловое воздействие на которую может привести к развитию катаракты (помутнению хрусталика). Из всех тканей кости черепа наиболее интенсивно поглощают электромагнитное излучение. У детей они тоньше, мозг имеет меньшую массу, и, следовательно, у них формируется большая поглощенная доза.

Электромагнитное излучение, испускаемое системами мобильной связи, относится к разряду неионизирующего (в отличие от рентгеновского или гамма-излучения). Квант излучения с частотой 900 МГц имеет энергию всего 4 мкэВ (микроэлектронвольт), что в тысячу раз меньше энергии, необходимой для акта ионизации атома или молекулы (свыше 1 эВ). Механизм действия микроволнового излучения на биологические структуры-теория релаксационного механизма воздействия микроволнового излучения, связанный с увеличением колебательного и вращательного момента биологических молекул, которые имеют большие размеры (например, ДНК), разрушением их гид- ратной оболочки, повышением реакционной способности экспонированных на поверхности радикалов. Это может вести к изменению химической структуры макромолекул, гибели клеток, а также к мутациям. На рис. 12.19, а--в показаны данные по изучению целостности молекул ДНК при различных видах воздействий. Так же, как и ионизирующее излучение, микроволновое электромагнитное поле способно фрагментировать ДНК.

Человеческий организм является электрохимической системой, в которой многие процессы, функции имеют циклический характер, т.е. работают с определенной частотой. Частоты могут совпасть, приведя к явлению резонанса, и функция органов, систем будет нарушена. Явление резонанса хорошо известно в технике и является основой радиоприема.

Типичным примером пульсирующего воздействия является стимуляция мигающим светом частотой 15 Гц припадков у лиц, страдающих фоточувствительной эпилепсией.

Между тем накапливаются данные о том, что длительное воздействие микроволнового излучения связано с повышенным риском возникновения злокачественных опухолей мозга и лейкозами (рис. 12.23). Так, указывается на то, что частота возникновения нейроэпителиальных опухолей головного мозга может увеличиваться в два раза.

Имеются данные об увеличенном риске нейродегенеративных заболеваний при действии электромагнитного излучения.

Электромагнитная совместимость. Способность электронных систем работать без нарушений и помех в электромагнитной окружающей среде обозначается как электромагнитная совместимость. Аппараты мобильной связи являются источниками электромагнитных полей, которые могут нарушать устойчивость работы других устройств. Наибольшую опасность они представляют в отделениях больниц, особенно в отделениях интенсивной терапии, насыщенных электронной аппаратурой, сбои которой опасны для жизни человека

Представляют опасность сотовые телефоны и для больных с кардиостимуляторами -- искусственными «водителями» сердечного ритма.

По тем же причинам введен запрет на пользование сотовыми телефонами на борту самолетов в момент взлета и посадки.

Для уменьшения воздействия на организм человека пульсирующего микроволнового излучения необходимо соблюдать следующие рекомендации:

· приобретать аппараты у официальных дилеров;

· не пользоваться сотовым телефоном без необходимости. Дома и в офисе разговаривать по обычным проводным телефонам;

· научить пользоваться сотовыми телефонами детей и подростков лишь в случае необходимости;

· не следует пользоваться сотовым телефоном беременным, начиная с момента установления факта беременности и в течение всего периода беременности;

· не следует использовать сотовые телефоны лицам, страдающим заболеваниями: неврологического характера, включая неврастению, психопатию, психостению; неврозами, клиника которых характеризуется астеническими, навязчивыми, истерическими расстройствами, а также снижением умственной и физической работоспособности, снижением памяти, расстройствами сна, эпилепсией и эпилептическим синдромом, эпилептической предрасположенностью;

· при использовании сотового телефона принимать меры по ограничению воздействия электромагнитного поля, а именно: ограничить продолжительность разговоров (продолжительность однократного разговора -- до 3 мин), максимально увеличивать период между двумя разговорами (минимально рекомендованный -- 15 мин), применять сотовые телефоны с гарнитурами и системами «свободные руки» («hands free»), а также по возможности пользоваться громкой связью;

· чаще пользоваться услугами SMS;

· не разговаривать в автомашине по сотовому телефону. Металлический корпус автомобиля действует как «экран», ухудшается радиосвязь. В ответ на это мобильный аппарат увеличивает свою мощность, что приводит к большему облучению абонента. В автомобиле используйте сотовый телефон с внешней антенной, которую лучше всего располагать в геометрическом центре крыши;

· по этой же причине не пользоваться сотовыми телефонами в металлических гаражах. При проживании в зданиях из железобетонных конструкций разговор по аппарату мобильной связи следует вести около большого окна, на лоджии или балконе;

· во время разговора держать аппарат обязательно за нижнюю часть. Если держать телефон в «кулаке», мощность аппарата увеличивается примерно на 70% и тем самым усиливается облучение;

· изменять положение трубки в процессе разговора (слева и справа).

Радиотелефония. Этой системе присущи все недостатки в отношении воздействия на организм человека описанной выше технологии мобильной связи.

Технология Bluetooth. Bluetooth (Блютуз -- с англ. «синий зуб») названа в честь предводителя викингов короля Гарольда Блютуза (Harald Bluetooth), объединившего скандинавские земли. Является международным стандартом для беспроводных коммуникаций малого радиуса действия. Например, Bluetooth, встроенная и в сотовый телефон, и в компьютер, заменяет кабель. Принтеры, персональные компьютеры, факсы, клавиатуры, джойстики и практически любые другие цифровые устройства могут быть частью системы Bluetooth.

В технологии используется принцип радиосвязи. При этом система работает на частоте 2,4 ГГц и позволяет в зависимости от степени мощности устанавливать связь в пределах 10 или 100 м. В системе используется «пакетный» способ передачи информации. В зависимости от мощности различают три класса устройств. К примеру, третий класс Bluetooth на расстоянии 1 м создает ЭМП плотностью 0,8 мкВт/см2. Это небольшая по значению величина, тем не менее она превышает естественный уровень облучения. Следовательно, в пределах замкнутых пространств, каковыми являются помещения, квартиры и офисы, Bluetooth -- еще один источник электромагнитного облучения человека.

Размещено на Allbest.ru