Биотропность природних і штучно створених електромагнітних полів (ЕМП). частина 2я

5. Гипогеомагнитные поля і приміщення.

В даний час все більший інтерес викликає проблема здоров'я і захисту людей, які за родом своєї роботи або діяльності тривалий час перебувають в екрануючих природні ЕМП герметично закритих тонко - і товстостінних приміщеннях (наприклад, в літаках, в космічних апаратах, на морських суднах, у герметично закритій військовій техніці, у підземних спорудах тощо). Є досить багато публікацій на цю тему [А. В. Мацевич і співавт., Е. Т. Протасевич, Н.М.Сєдов та ін.], проводилися різні наукові конференції [20, 26, 31-33, 39, 46 та ін]. При цьому в публікаціях все частіше стали з'являтися такі поняття як "гіпер - игипомагнитные поля".

У 1971 р. в Москві відбувся симпозіум "Підходи до гігієнічної оцінки постійного і инфранизкого (50 Гц) магнітних полів",де вперше було відзначено, що несприятливий вплив можуть надавати не тільки сильні штучні поля, але і штучне ослаблення ГМП. Як же оцінювати вплив магнітних полів? Було запропоновано в якості "реперного рівня" використовувати напруженість природного ГМП і тоді вже оцінювати цей вплив не в эрстедах, а у відносних одиницях, що характеризують "ступінь зміни магнітного поля", пам'ятаючи, що ця одиниця може змінюватися за величиною і може бути знакозмінної.

На різних біологічних об'єктах в проведених експериментах дослідники моделювали гипермагнитные умови, використовували гипермагнитные поле, тобто магнітні поля значно перевершують рівень природного ГМП. Ці розрізнені і несистематизированные експерименти розрізнялися за способом створення магнітного поля, його амплітуді (від одиниць ерстед до 140...200 се) і за тривалістю дії (від хвилин до місяців).

Для гігієнічної оцінки магнітних полів насамперед необхідно розділяти магниточувствительность (початкові короткочасні реакції, що виникають при мінімальній тривалості впливу) і магнитопоражаемость (тривалі, іноді незворотні реакції на магнітні поля, що мають властивість накопичення - кумуляції). Можна вважати доведеним, що організми здатні реагувати навіть на зміни амплітуди геомагнітного поля, тобто на частки ерстеда, і такі реакції можуть служити прикладом магніточутливості.

Сьогодні доведено, що магнітне поле необхідно розглядати як неблагополучний фактор виробничого середовища, а при подальшому збільшенні його інтенсивності в промисловості необхідно і обов'язково введення його контролю і професійно-патологічної оцінки. Які ж гранично допустимі напруженості магнітних полів можливі на виробництві? Які эрстеды нешкідливі? А. М. В'ялов, наприклад, вважає, що напруженість магнітного поля у виробничих умовах на рівні рук не повинна перевищувати 300 е при градієнті 5...20 е/див. Деякі дослідники вважають, що гранична напруженість магнітного поля, при якій відбувається ураження організму, приблизно на два порядки перевищує напруженість ГМП. Наприклад, Дж.Виксво, на підставі власних розрахунків, стверджує, що біологічною дією може володіти тільки штучне магнітне поле понад 200 мТл.

Гіпогеомагнітное поле (ослаблене ГМП) - це магнітне поле всередині звичайного або екранованого приміщення, яке визначається суперпозицією магнітних полів, створюваних ослабленим ГМП, полем від феромагнітних частин конструкції приміщення, полем постійного струму, що протікає по шинам, окремих частин конструкції або усередині неї. Основними показниками гипомагнитного поля є напруженість вектора постійного магнітного поля всередині приміщення, кут нахилу цього вектора всередині приміщення і градієнт напруженості магнітного поля між двома точками в просторі всередині приміщення. На думку Ю. Р. Рябова (НТЦ ИРЭС), найбільш інформативним є відносний критерій гіпогеомагнітного поля, рівний величині ослаблення напруженості магнітного поля всередині приміщення щодо напруженості природного ГМП відкритого простору зовні приміщення, Кг. В якості прикладу можна навести деякі характерні значення коефіцієнта ослаблення ГМП - Кг в різних приміщеннях (в разах): в дерев'яних будинках (1,05...1,1), в залізобетонних житлових будинках (1,15...1,4), в автомашинах (1,2...4,0), в метро (1,8...11) і так далі. Максимальне значення ослаблення ГМП, відоме з інформаційних джерел, становить близько 100 разів.

Все вище викладене свідчить про те, що значення компонент вектора ГМП всередині і поза будь-якого приміщення, як правило, відрізняються. Це і не дозволяє приймати до уваги з високою точністю ті їх значення, які визначаються в довколишніх магнітних обсерваторіях.

(Дійсно, є деякі особливості встановлення і застосування магнітометрів при використанні їх в умовах клініки або локального приміщення. Методика використання в цих умовах незначно, але відрізняється від роботи та встановлення приладів в магнітній обсерваторії, так як в обсерваторії немає досить великих просторових градієнтів магнітного поля, якими володіють майже всі будинки і житлові приміщення.).

Дослідження показали, що тривалий вплив гипогеомагнитных полів на людину призводить до зниження його працездатності, негативній дії на його здоров'я [З. Н.Нахальницкая і співавт.]. Такі поля є біологічно активним фактором, що викликає ряд змін на фізіологічному, біохімічному та морфологічному рівнях функціонування організму. Встановлено, що біологічна межа, що розділяє безпечні та шкідливі умови праці при наявності гипогеомагнитных полів у приміщенні характеризується коефіцієнтом ослаблення Кг = 2. При Кг = 2...5 спостерігається збільшення на 40% кількості захворювань у людей, що працюють в умовах такого приміщення. При перебуванні людини в штучних гипомагнитных умовах відзначаються зміни психіки, з'являються нестандартні ідеї, нові образи. При створенні гипомагнитных умов (екранування природних магнітних полів в 1000 разів) виявлено зміна ритміки розподілу клітинного моношару, деградація і загибель клітин ссавців, порушення розвитку курячих ембріонів, поява грубих морфологічних змін внутрішніх органів курчат.

В даний час у відділенні ЕПОС ІЗМІРАН ведуться ініціативні роботи по створенню носяться засобів загальної і індивідуальної захисту від впливу електромагнітних і гипогеомагнитных полів, ведуться роботи по створенню на основі сучасної мікропроцесорної техніки інтелектуальних магнітометрів для оцінки гіпер - і гипомагнитных полів,автоматичних компенсаторів-формувачів природних (в електромагнітному відношенні) умов в екранованих приміщеннях.

6. Електромагнітний моніторинг навколишнього середовища: Досліди дослідження і візуалізація електромагнітної обстановки у виробничих і житлових приміщеннях .

Якою мірою люди щодня і щогодини піддаються шкідливим і біологічно небезпечним реально діючим в умовах міста (практично у багатьох місцях) видів ЕМІ по відношенню до природного електромагнітного фону? Оточені великою кількістю електронних та електротехнічних приладів як на виробництві, так і в побуті (в домашніх умовах), люди часто не знають і не думають, про їх шкідливий вплив і вплив. В даний час виникла нагальна необхідність знання про наявність шкідливих штучно створюваних ЕМІ і ступеня їх биотропного впливу на організм. Якщо в нашій країні "одержимі екологи" [Ю. Р. Григор'єв, Т. В. Коляда, К. І. Меркулова, В. Р. Романенко, М. Л. Рудаков та ін.] самотньо борються з лихами зримими і відчутними, то в розвинених країнах Європи та Америки ось уже кілька років як приступили до контролю рівня ЕМВ. З газет ми знаємо, що про можливу небезпеку ЕМП замислювалися ще в 1888 р., коли Р. Герц вперше порушив високочастотні коливання, але всі ці припущення були в той час сумнівні і туманні.

У багатьох великих містах світу (наприклад, Лондон, Токіо, Нью-Йорк тощо) з настанням комп'ютеризації стали все частіше і частіше лунати голоси про шкідливий вплив ЕМВ на операторів, оточуючих людей і персонал. Влітку 1997 р. у Санкт-Петербурзі відбувся Міжнародний конгрес "Слабкі і сверхслабые поля і випромінювання в біології та медицині", на якому із зазначеної проблеми цікаві повідомлення зробили Б. П. Григор'єв, М. Л. Рудаков, Ю. П. Сиромятніков та ін. Було відзначено, що дисплеї ПК створюють всі види ЕМІ: радіохвилі, інфрачервоні промені, видиме світло, ультрафіолет, мікрохвилі, рентгенівські промені. Проведені дослідження випромінювань типового дисплея ПК зафіксували наступні значення їх амплітуд залежно від відстані: 4...0,5 мкТл в смузі частот 50...80 Гц і 0,6...0,06 мкТл в смузі частот 15...85 кГц на відстані 0,15...0,5 м відповідно. У країнах Скандинавії були розроблені норми, що регламентують гранично-допустимі величини ЕМІ як на виробництві, так і в побуті. Так, наприклад, Шведський стандарт MPR-II, прийнятий у 1991 р. встановлює такі гранично допустимі рівні випромінювання дисплея ПК: 0,5 мкТл і 0,16 мкТл в частотних діапазонах від 0,005 до 2 кГц та від 2 до 400 кГц відповідно.

Як відомо, найбільшими джерелами ЕМВ є радіо - і телевізійні засоби зв'язку та інформації, радіолокаційні та навігаційні засоби, лазерні системи, повітряні лінії електропередач. Моніторинг навколишнього середовища за допомогою спеціальних приладів дозволяє мати повне уявлення про природні і наявності штучних ЕМІ, "забруднюючих"навколишнє середовище. Сучасні малогабаритні переносні прилади на основі магніто-електричних датчиків дозволяють проводити електромагнітні дослідження в приміщеннях будь-якого типу і розміру. Так, на основі соэданных приладів з феррозондовыми МЧД, з'явилася можливість проводити дослідницькі роботи в клініках в умовах міста і в звичайних житлових приміщеннях, при відносно великому рівні індустріальних і техногенних перешкод, де магнітне поле буває сильно аномальним, в кунгах, в польових умовах в місцях, де немає електроживлення.

У ІЗМІРАН протягом ряду останніх років проводилися спеціальні дослідження електромагнітної обстановки як у виробничих та лікувальних, так і в житлових приміщеннях [Ст. Ст. Любимов і співавт.]. Електромагнітний моніторинг виробничих та житлових приміщень, за допомогою створених оригінальних приладів, дозволив проводити їх сертифікацію, картування, визначення шкідливих джерел випромінювань і т. д., що може зацікавити як служби санепідемстанцій (СЕС), так і служби, які займаються будівництвом і продажем жител, служби транспорту (особливо метрополітену, де люди схильні до сильного імпульсного ЕМІ[див. публікації Р. В. Гівішвілі, Р. В. Соколова і співавт.]), людей, що проживають у безпосередній близькості від електрифікованих залізниць, ЛЕП [Ст. Попович М. і співавт.], ліній метрополітену та великих промислових підприємств, а також створені у містах Центри електромагнітної безпеки.

Ініціативно створений проект [Ст. Ст. Любимов і співавт.] недорогого, не має в світі аналогів, індикатора електромагнітної обстановки, призначеного для використання у службах СЕС. Він являє собою малогабаритний носиться прилад з вбудованим графічним індикатором, що дозволяє візуалізувати результати дослідження електромагнітної обстановки в локальному приміщенні у вигляді побудови магнітних карт і тривимірних проекцій вимірюваного поля моментально, в процесі або після закінчення проведення досліджень. Прилад використовує оригінальні програми-фільтратори, що дозволяють проводити роботи в умовах з великим рівнем техногенних шумів і перешкод.

Розроблено також проект РМА, призначеного для неперервного накопичення і зберігання даних про навколишнє електромагнітній обстановці в умовах локального приміщення [А. С. Звєрєв і співавт.]. РМА є малогабаритним, автономним і недорогим пристроєм. Для трансляції даних використовується інфрачервоний передавач, завдяки чому відпадає необхідність в організації дротового зв'язку з прийомним пристроєм, що дозволяє одночасно реєструвати дані від декількох знаходяться в приміщенні МЧД. Ємність енергонезалежної пам'яті дозволяє зберігати накопичені дані протягом декількох діб. РМА не оснащений дисплеєм для демонстрації даних, - функції візуалізації, інтерпретації і тривалого зберігання даних повністю перекладаються на обладнання прийому даних, в якості якого використовується ПК будь-якої продуктивності.

7. Деякі підсумки.

В даний час існує згуртована група ентузіастів-однодумців, що включає в себе інженерів, медиків і наукових співробітників, які працюють як в ІЗМІРАН, так і в інших організаціях, які в ініціативному порядку займаються розробкою і створенням сучасної апаратури для геофізики, медицини, магнітобіології. Роботи ведуться з 1990 року. Розроблений детальний поетапний план здійснення задуманих робіт, поставлених цілей і завдань.

Накопичений досвід використання ДМ різних типів і конструкцій на основі феррозондовых датчиків в клініках показує принципову можливість застосування створеної магнітометричної апаратури в умовах з досить великим рівнем техногенних електромагнітних перешкод, експериментально показана можливість реєстрації МБ в клінічних умовах.

Створений і пройшов клінічні випробування, не має аналогів у світі, прилад, що представляє собою сучасну комп'ютеризовану систему збору і обробки інформації, що дозволяє вирішувати цілий ряд наукових, дослідницьких, прикладних і прогностичних завдань в медицині і магнітобіології, використовуватися для проведення автономного тривалого багатоканального моніторингу навколишнього середовища. Прилад має сучасний дизайн, високі експлуатаційні характеристики, недорогий і конкурентоспроможний, може успішно продаватися за кордоном. Використання оригінального алгоритму роботи приладу дозволяє розраховувати і візуалізувати індекс магнітної активності на основі пошуку, виявлення і визначення днів зі спокійною геомагнітної обстановки, проводити цифрову фільтрацію виміряних даних при роботі в умовах з великим рівнем техногенних електромагнітних перешкод.

Ініціативно підготовлені і чекають кілька фінансування проектів сучасних приладів, які можуть бути використані для проведення електромагнітного моніторингу навколишнього середовища і обстановки, знайти застосування при проведенні моніторингу локальних приміщень.

Продовжено вивчення кореляційних залежностей стану окремих органів людини і його здоров'я від геофізичних параметрів, сонячної активності і параметрів міжпланетної середовища. Спільно з Інститутом педіатрії АМН отримані додаткові результати про вплив сонячного випромінювання на людину в діапазонах частот, які з цієї точки зору раніше практично не розглядалися. Ю. П. Сизовим і співавт. виявлено кореляційні залежності ферментного статусу лімфоцитів периферичної крові від зміни сонячного радіовипромінювання і різних геофізичних і метеорологічних факторів.

Налагоджена і протягом тривалого часу діє у трьох клініках р. Москви служба спостереження за навколишнім електромагнітною обстановкою в реальному часі, що дозволяє допомогти сучасної практичної медицини в наданні своєчасної допомоги людям, схильним до підвищеної чутливості до природних і штучно створеним ЕМД та МВ.

У 1992 р. В. В. Дмитрієвої та співавт. розпочато роботи по створенню банку комп'ютерних даних бібліографії за дією природних та штучних ЕМП на живу природу. В даний час банк даних містить понад 10000 документів на російській і англійській мовах.

Проводяться активні консультації і допомогу зацікавленим організаціям і окремим дослідникам, ведеться рекламування та апробація створених приладів для геофізики і медицини як у нас в країні, так і за кордоном, створюються оригінальні комп'ютерні програми для зручної обробки та подання одержуваної в процесі проведених досліджень даних.

Детальний аналіз статистичних даних авіакатастроф в залежності від рівня геомагнітної активності, проведений Ю. П. Сизовим і Л. Б. Цырульником спільно з фахівцями Інституту Авіакосмічної медицини, дозволив виявити їх досить тісний (до 78%) кореляцію. Спільно з відділенням реанімації 4-ї клінічної лікарні проведено дослідження залежності різних захворювань від зміни різних геліо-геофізичних факторів і фізичних полів. Створено банк даних, проведено аналіз графічних часових рядів. Ведеться співпраця з Клінікою внутрішніх хвороб та з МНТК мікрохірургії ока.

Принципово новий системно-діалектичний підхід у методиці аналізу зв'язків МБ - біологічна система - людський організм, за допомогою методів розпізнавання образів, запропонований В. В. Ковалевським, дозволяє аналізувати біотропного фактори, викликані МБ, виявляти з допомогою кластерного аналізу з деякого набору причинно-наслідкових зв'язків кластери біотропного подій, дозволяє забезпечити можливість побудови реальної моделі механізму взаємодії зовнішнє Середовище - біологічна система.

Починаючи з 1995 р. в ІЗМІРАН офіційно ведуться роботи по темі, має Держ. реєстраційний No. ГР 01.9.50001107, під назвою: “Биотропность природних ЕМП". Поставлені цілі і завдання цієї теми передбачає проведення НДДКР і НДР про створення (в першу чергу!) необхідного інструментарію для лікарень і клінік для захисту хворих людей від негативного впливу природних та штучних ЕМІ, проведення дослідницьких робіт з вивчення зміни частотного спектра природних ЕМП в міських умовах. За два минулих роки з-за відсутності «належного керівництва» (і ... фінансування) не зроблено практично нічого із запланованих робіт.

Як позитивний фактор слід відмітити те, що в рамках цієї теми В. П. Кулешовой і співавт. був проведений аналіз даних по виявленню біотропного ефектів МБ за період 1983-1984 рр.(за даними Швидкої допомоги р. Москви) про добовому числі госпіталізацій хворих з психічними та серцево-судинними захворюваннями і за період 1992-1993 рр. (за добовим даними реанімаційного відділення ЦКБ No.3 МПС), про частоту появи гострої серцево-судинної патології. Показано, що не менше 75% всіх МБ, незалежно від їх інтенсивності, викликають біотропного ефекти в медичних показниках. Розроблена методика, позволяющаяколичественно оцінювати вплив МБ на здоров'я людини. Вперше в практиці для уніфікації аналізу даних введено поняття"коефіцієнт биотропности", отримані його залежності від сезону, тривалості ефекту і інтенсивності МБ.

    Полученные результаты могут быть использованы в прогнозировании роста суточного числа госпитализаций больных с острой сердечно-сосудистой и психической патологией в периоды МБ для организации работы Скорой помощи, стационаров и для профилактических целей. Однако ответов на поставленные в рамках данной НИР основные вопросы о биотропном влиянии частотного спектра на здоровье человека и выдачи рекомендаций для построения соответствующих средств защиты (от чего же защищать?) пока еще не дано.

Результати робіт з новоствореним приладів і досліджень неодноразово доповідалися на різних конференціях, семінарах і нарадах (у тому числі і міжнародних). За період з 1991 по 1997 рр. співробітниками ІЗМІРАН з даної тематики опубліковано 133 роботи (див. ПЕРЕЛІК, що додається літератури).