Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Научные основы регламентации инфразвука в медицине труда

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕДИЦИНЫ ТРУДА

/I 0 0.1 На правах рукописи

КУРАЛЕСИН Николай Алексеевич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ РЕГЛАМЕНТАЦИИ ИНФРАЗВУКА В МЕДИЦИНЕ ТРУДА (МЕДИКО - БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ)

14.00.07 - Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва - 1997

Работа выполнена в НИИ Медицины труда РАМН и ВГМА им. H.H. Бурденко

Научные консультанты: член-корр. РАМН, заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор Г.А. Суворов академик РАЕН, заслуженный работник Высшей школы РФ,

доктор медицинских наук, профессор A.C. Фаустов

доктор медицинских наук, профессор Л.А. Тарасова

Официальные оппоненты: член-корр. РАМН, заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор В.Г. Артамонова доктор медицинских наук, профессор Ю.П. Пальцев доктор медицинских наук Ю.Н. Каменский

Ведущая организация -Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана

Защита диссертации состоится "_"_1997г.

в_часов на заседании диссертационного Совета Д. 001.12.01 при

Научно-исследовательском институте медицины труда РАМН по адресу: 105275, Москва, проспект Буденного д. 31.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

НИИ медицины труда РАМН.

Автореферат разослан "_"_1997 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

доктор медицинских наук А.И. Халепо

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Низкочастотные акустические колебания (HAK) инфразвукового диапазона (ниже 20 Гц) широко представлены в окружающей среде. В природе они возникают вследствие турбулентности потоков жидкостей и газов, при штормовых волнениях моря, приливных волнах, движении воздуха над изрезанной горами Земной поверхностью, землетрясениях, извержениях вулканов, взрывах болидов, полярных сияниях, сильных грозах и других сейсмических явлениях (Шулейкин В.В., 1953; Новогрудский Е.Е. и др., 1989; Арабаджи В.И., 1992; Leventhall H.G. et al., 1976).

Развитие современной техники, транспортных средств, совершенствование технологических процессов и оборудования, сопровождающееся увеличением мощности и габаритов машин, привело к значительному увеличению инфразвукозых составляющих в окружающей среде и возрастанию их интенсивности. Они генерируются при возвратно - поступательном движении частей различных механизмов и в функционирующих сооружениях - доменных печах, дизельных моторах, кузнечных прессах, реакторах; HAK порождаются также движением самолетов, ракет, выстрелами артиллерийских орудий и др. (Малышев Э.Н., 1972; Реутов О.В., 1978; Ерохии В.Н. и др., 1979; Карпова Н.И., Малышев Э.Н., 1981; Суворов Г.А. и соавт., 1976, 1983; и др., Evans M.J. et al., 1972; Stephens R.W., 1974).

В целом ряде работ (Андреева-Галанина Е.Ц. и соавт., 1970; Клименкова О.И., 1977; Суворов Г.А. и соавт., 1979; Ерохин В.Н., Ру-кавцова О.М., Свидовый В.И., 1980; Карпова Н.И., Малышев Э.Н., 1981; Алексеев C.B. и соавт., 1982; Суворов Г.А., 1983; Мальцева И.Б., Шайпак ЕЛО., 1983; Измеров Н.Ф. и соавт., 1997; Cavreau V.R., 1965; Atherley G.R. et al., 1969; Stephens R.W., 1969; Tempest W., 1976; Pimonov L., 1976; Cook R.K. et al., 1976; Izmerov N.F. et al., 1996; Suvo-rov G.A. et al., 1997) показано, что источники инфразвука в современном производстве и на транспорте многообразны, достигают уровней интенсивности 80 - 130 дБ.

Тенденция возрастания инфразвука и низкочастотных акустических колебаний (HAK), наряду со способностью фактора распространяться на огромные расстояния от источников образования (значительные амплитуды смещения, ничтожное поглощение в атмосфере и преградами, дифракция), обусловливают возможность неблагоприятного воздействия на огромные контингенты работающих.

Воздействию инфразвука человек может подвергаться во время работы и в период отдыха. Жители крупных городов, ежедневно пользующиеся метрополитеном, получают значительную дозу шума и инфразвука.

Особенности биологического действия инфразвука и HAK, их влияния на организм до настоящего времени остаются недостаточно изученными. Работы отечественных и зарубежных исследователей (Андреева-Галанина Е.Ц. и соавт., 1970, 1976; Алексеев C.B., Суворов Г.А., Кадыскина E.H., 1976; Крылов Ю.В., 1974; Реутов О.В., 1975, 1978; Карпова Н.И. и соавт., 1980; Шайпак Е.Ю., 1984; Нехорошев A.C., 1986, 1997; Алексеев C.B., Глинчиков В.В., Усенко В.Р., 1986; Самойлов В.О., Пономаренко Г.Н., Енин Л.Д., 1994; Свидовый В.И., 1994; Bekesy Н.Е., 1936, 1962; Johnson D.L., 1967; Ycovart N.S., Bryan M.E., 1969; Ycovart N.S., 1974; Leventhall H.G., 1974; Gierke H.E. fon., 1976; Parker D.E., 1976; Gono F., 1978; Ising H., 1982 и др.) свидетельствуют об изменении функционального состояния ряда систем организма под влиянием инфразвука.

Необходимость оценки степени вредности инфразвуковых колебаний и низкочастотного шума, их комплексного влияния с другими факторами производственной среды, изучение механизма влияния и биологического восприятия, уточнение норм допустимых уровней воздействия с учетом частоты и длительности действия фактора, разработка профилактических мероприятий требуют глубокого и планомерного исследования инфразвука и HAK.

Институт медицины труда РАМН, Санкт-Петербургская медицинская академия им. И.И. Мечникова, а также институты соисполнители, в том числе Государственная медицинская академия им. H.H. Бурденко - г. Воронеж в течение многих лет занимались исследованием инфразвука. На основании полученных данных были разработаны гигиенические нормы фактора. Однако по вопросу о безопасном уровне ИЗ нет единого мнения: разброс составляет от 90 до 130-150 дБ. Современные уровни гигиенической оценки факторов предполагают учет таких базовых категорий, как уровень, время действия и вероятность заболевания или физиологических изменений. Вот почему необходимы дополнительные исследования в области выявления патогенетических механизмов и оценки риска для совершенствования гигиенического нормирования.

В частности, нерешенными являются вопросы уточнения сим-птомокомплекса нарушений, вызванных действием фактора и крите-

риев оценки здоровья для разных экспозиций и уровней риска.

Поэтому является актуальным разработка гигиенических, кли-нико-физиологических и патогенетических критериев оценки неблагоприятного действия инфразвука на основе теории риска здоровью в медицине труда для прогнозирования, совершенствования научных основ регламентации и мер профилактики.

Такой взгляд на проблему предполагает необходимость сравнительной гигиенической оценки техногенного инфразвука с различными амплитудно-частотными характеристиками в производственной и окружающей среде, выявление закономерностей возрастания роли МАК при современной тенденции развития техники.

Другой важный аспект проблемы касается экспериментальных исследований изолированного влияния ИЗ разных параметров на организм человека с разработкой классификации зон риска здоровью в зависимости от параметров фактора.

Третий аспект проблемы касается экспериментальных исследований на животных, включавших изучение влияния ИЗ на вестибулярный и слуховой анализаторы, морфологические и биохимические исследования головного мозга, нейроэндокринной системы, а также комплекс гомеостатических показателей. Изучалось также влияние ИЗ на внутренние органы: легкие, печень, поджелудочную железу, сердце и др., а также на морфологический состав белой крови, структуру костной ткани.

Реализация выше указанных аспектов проблемы создает научную основу для регламентации этого фактора, базирующегося на гигиенических, клинико-физиологических, медико-биологических и патогенетических критериях.

Настоящая тема выполнена по заданию 09.03.09. Д5 научно-технической программы 0.74.08 ГКНТ СМ СССР "Усовершенствовать предельно-допустимые уровни инфразвука с учетом биологической значимости спектральных характеристик фактора, одобрена секцией "Гигиена труда при воздействии физических факторов" Проблемной комиссии "Научные основы гигиены труда и профпатологии" АМН СССР (протокол № 8/35-03-01-09-235 от 09.10.1989 г.), запланирована и утверждена Ученым Советом Воронежской государственной медицинской академии им. H.H. Бурденко (протокол № 4 от 30. 11. 1989 г., номер государственной регистрации 01.9.10034540 ).

В связи с этим необходимо обоснование адекватных гигиено-экологических критериев оценки инфразвуковых воздействий на че-

ловека для разработки эффективной профилактики неблагоприятных последствий.

Целыо работы является разработка гигиенических, клинико-физиологических, медико-биологических и патогенетических критериев оценки неблагоприятного действия техногенного инфразвука на основе теории риска здоровью в медицине труда для прогнозирования, совершенствования научных основ регламентации и мер профилактики.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Сравнительная гигиеническая оценка инфразвука техногенного происхождения с различными амплитудно-частотными характеристиками в производственной и окружающей среде и уточнение критериев их адекватной оценки.

2. Выявление закономерностей возрастания роли НАК при современной тенденции развития техники, использовании способов шу-моглушения, виброизоляции и др.

3. Критерии определения возможных источников ИЗ по технологическим, конструктивным, архитектурно-строительным и др. признакам.

4. Классификация источников ИЗ по характеру спектра для определения тактики проведения профилактических мероприятий.

5. Анализ особенностей частотной коррекции в для оценки инфразвука в соответствии с международным стандартом ИСО/ДИС 7196.2.

6. Экспериментальные исследования влияния инфразвука разных амплитудно-частотных и временных характеристик на организм человека для разработки классификации неблагоприятного действия фактора с градацией по степени вредности, опасности и зонам риска здоровью.

7. Экспериментальные исследования на животных, включающие изучение влияния ИЗ на вестибулярный и слуховой анализаторы, морфологические и биохимические исследования головного мозга, нейроэндокринной системы, а также комплекс гомеостатических показателей и влияние ИЗ на внутренние органы.

8. Разработка научных основ регламентации ИЗ, базирующихся на гигиенических, клинико-физиологических, медико-биологических и патогенетических критериях.

9. Разработка гигиенических норм ИЗ.

Научная новизна работы:

- комплексные гигиенические, клинико-физиологические и экспериментальные исследования на человеке и животных дают основание утверждать, что ИЗ является опасным фактором, влияющим на здоровье и работоспособность человека, его психо-эмоциональную сферу;

- на основе сравнительных гигиенических исследований инфразвука техногенного происхождения с различными амплитудно-частотными характеристиками в производственной и окружающей среде уточнены физико-гигиенические критерии адекватной оценки фактора;

- разработаны критерии определения существующих и возможных источников инфразвука по технологическим, конструктивным, архитектурно-строительным признакам, выделены основные группы источников фактора по уровням звукового давления, частотным характеристикам и разработана их классификация для определения тактики профилактических мероприятий, выявлены закономерности возрастания роли HAK при современной тенденции развития техники;

- накопленные результаты по оценке влияния ИЗ на организм человека, а также литературные данные позволили впервые обосновать градацию фактора в зависимости от его параметров по зонам риска здоровью человека, а также по классам вредности и опасности (согласно руководству Р.2.2.013-94). Данная классификация ранжирует биологическое действие фактора на зоны: смертельных уровней; экстремальных эффектов; высокого риска здоровью даже при периодических воздействиях; высокого риска при кратковременных воздействиях; выраженного прогрессировать риска здоровью; умеренного риска, особенно при сочетанном действии с другими физическими факторами (общая и локальная вибрация, шум); неясных, стертых, трудно обнаруживаемых эффектов; экологически неблагоприятного действия на население жилой зоны;

- на основании медико-биологических исследований разработаны количественные критерии регламентации ИЗ и HAK на функциональное состояние организма по 23 патометрическим, морфологическим и биохимическим показателям включающим, функциональную морфологию центров слухового, вестибулярного анализаторов, структур мозжечка и коры больших полушарий; основные звенья нейроэн-докринной системы (ГГНС, СТГ, КТФ, ТТФ, ГТФ, ПЗН и др.), неко-

торые показатели гомеостаза, обладающие выраженной зависимостью от состояния нейроэндокринной системы. Полученные материалы свидетельствуют о важной патогенетической роли реакции целостного организма в формировании непосредственных и отдаленных эффектов воздействия фактора;

- основным теоретическим и научно-практическим итогом работы является развитие концепции регламентации ИЗ, базирующейся на комплексных гигиенических, клинико-физиологических, медико-биологических и патогенетических критериях, учитывающих не только состояние статоакустической системы, но и, в равной степени, широкий спектр реакций целостного организма. Указанная концепция использует в качестве теоретической основы методологию оценки и управления риском здоровью в медицине труда;

- анализ собственных данных, а также ретроспективных материалов известных отечественных и зарубежных специалистов, касающихся объективных и субъективных признаков при интенсивных и кратковременных воздействиях ИЗ разных параметров, впервые дал основание постулировать представление об инфразвуковом сенсорно-сомато-вегстативно-висцеральном гипоталамическом синдроме (диэнцефальном кризе). При этом делается допущение, что отдельные абортивные формы синдрома могут иметь место при менее интенсивных и длительных воздействиях фактора.

Практическая значимость работы. Разработаны научно-практические основы регламентации инфразвука в медицине труда, включающие обоснование ПДУ и степеней вредности, а также гигиенические принципы его ограничения. Показана необходимость инженерно-технических и медицинских решений в разработке средств защиты и профилактики работающих от неблагоприятного влияния инфразвука; разработана классификация источников ИЗ по характеру спектра, что определяет тактику проведения профилактических мероприятий.

Обоснована градация ИЗ в зависимости от его параметров по зонам риска здоровью, а также по классам вредности и опасности для состояния здоровья работающих и населения, что является существенным дополнением к Руководству "Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса" (Р.2.2.013-94); разработан вероятностный подход оценки развития ги-

поталамического симптомокомплекса при инфразвуковом воздействии. На основании проведенных исследований и полученных новых данных о механизме биологического действия ИЗ на организм предложен принципиально новый подход к регламентации безопасного уровня ИЗ. Предлагаемые предельные уровни в октавных полосах частот 2, 4, 8 и 16 Гц основаны на учете всего комплекса неблагоприятных изменений целостного организма. Считается, что воздействие ИЗ таких уровней в течение полной рабочей смены и на протяжении всего производственного стажа (до 40 лет) не приведет к развитию специфических и неспецифических нарушений. Сформулированы гигиенические принципы ограничения неблагоприятного действия инфразвука, учитывающие физические, акустико-физиологические особенности фактора и соответствующие им медико-технические требования и направления профилактики. Результаты исследований включены в лекционный материал и методическую разработку для практических занятий со студентами ВУЗов.

Внедрение результатов исследования:

Материалы исследований использованы при разработке следующих документов:

- Предложения в дополнение к руководству Р. 2.2. 013-94 "Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса";

- СанПин 2.2.4/2.1.8.583-96 "Гигиенические нормативы ИЗ на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки";

- Методическая разработка для студентов 4 курса лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов медицинских ВУЗов "Шум, вибрация, инфразвук, ультразвук; действие на организм и профилактика" 1997, 15 с.

Личный вклад автора.

Автор является основным разработчиком концепции регламентации ИЗ, базирующейся на гигиенических, медико-биологических, клинико-физиологических и патогенетических критериях, в которой наряду со статоакустическими показателями учитывается равнозначный вклад широкого спектра реакций целостного организма, обусловленных влиянием фактора на нервные образования го-

ловного мозга разного иерархического уровня. Ему также принадлежит обоснование гипоталамического синдрома, наблюдающегося у человека при кратковременных, интенсивных воздействиях ИЗ. Автор принимал участие в сборе, систематизации и статистической обработке данных. Анализ и обобщение научного материала проводился автором самостоятельно. Автором сформулированы цель и задачи диссертационной работы, обоснованы положения, выносимые на защиту и выводы по результатам исследований.

Апробация работы. Результаты работы были доложены и обсуждены на: Всесоюзной конференции "Актуальные вопросы профилактики воздействия шума, вибрации, ультразвука в условиях современного производства", посвященной 100-летию со дня рождения Е.Ц. Андреевой-Галаниной, Ленинград, 1988; первом Ленинградском симпозиуме по проблеме "Акустика-здоровье-экономика", Ленинград, 1989; заседании секции "Гигиена труда при воздействии физических факторов" Всесоюзной проблемной комиссии "Научные основы гигиены труда и профпатологии", Каунас, 1989; Международном симпозиуме "Шум и здоровье", Минск, 1991; Первой Украинской межведомственной научно-практической конференции "Актуальные проблемы медицины транспорта", Одесса, 1993; Всероссийской научной конференции к 50-летию Российской академии медицинских наук "Актуальные проблемы медицины труда и промышленной экологии", Москва, 1994; Первом национальном конгрессе по профилактической медицине, Санкт-Петербург, 1994; Пленуме Проблемной комиссии РАМН "Научные основы медицины труда", Воронеж, 1994; Научно-практической конференции "Здоровье человека и действие факторов внешней среды", Губкин, 1995; Юбилейной Всероссийской научной конференции посвященной 60-летию института Авиационной и Космической медицины "Авиационная и космическая медицина, психология и эргономика. Человек в авиации и космонавтике: прошлое, настоящее и будущее", Москва, 1995; Втором национальном конгрессе по валеологии и профилактической медйцине "Впервые в медицине", Санкт-Петербург, 1995; Международной научно-практической конференции "Генеративное здоровье населения и социальные гарантии", Москва, 1996; Научно-практической конференции "Здоровье человека и действие факторов внешней среды", Воронеж-Липецк, 1996; Третьем национальном конгрессе по профилактической медицине и валеологии, Санкт-Петербург, 1996; Первой международной научно-практической конференции "Новое в безопасности жизнедеятельно-

сти и экологии", Санкт-Петербург, 1996; Юбилейной научной конференции, посвященной 125-летию первой в России кафедры гигиены "Современные проблемы военной гигиены", Санкт-Петербург, 1996; Первой научно-практической конференции "Актуальные проблемы человека в аэрокосмических системах", Москва, 1997; Научном совещании, посвященном 100-летию со дня рождения Н.Г. Хлопина "Гистогенетический анализ изменчивости и регенерации тканей", Санкт-Петербург, 1997; 2-nd Europian Conference on protection against noise, London, 1997; Второй международной научно-практической конференции "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности", Санкт-Петербург, 1997; Научных чтениях "Белые ночи", Санкт-Петербург, 1997; Всероссийской конференции "Современные гигиенические проблемы охраны окружающей среды и здоровья населения в регионах России", Воронеж, 1997; 2-ом съезде Ассоциации клинических цитологов России, Воронеж, 1997. Апробация диссертационной работы была проведена на заседании факторной комиссии: "Медицина труда и клиника профзаболеваний при воздействии физических факторов" НИИ медицины труда РАМН, май 1997 г.

По материалам диссертации опубликовано 29 работ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Проблема влияния ИЗ на организм приобретает все большую гигиеническую значимость в связи с его широким распространением. Он характерен для мощного крупногабаритного оборудования и машин, многотоннажного производства, различных транспортных средств, а также при использовании мер шумоглушения мощных источников. Особенностью его является распространение на большие расстояния, что порождает проблемы для работающих и населения. Комплексные гигиенические, клинико-физиологические, экспериментальные исследования на человеке и животных дают основание утверждать, что ИЗ является опасным фактором, влияющим на здоровье и работоспособность человека, его пепхо-эмоциональную сферу.

2. По данным комплексных гигиенических, экспериментальных исследований на добровольцах, морфологических исследований на животных, а также ретроспективного анализа литературных данных отечественных и зарубежных специалистов с позиции теории риска в медицине труда разработана классификация зон риска здоровью чело-зека от смертельного действия до очень слабого, неясного, обуслов-1енных воздействием ИЗ разных параметров; разработана также па-

раллельная градация этих зон по классам вредности и опасности согласно гигиеническим критериям Руководства Р.2.2. 013-94.

3. Кратковременное интенсивное воздействие инфразвука на человека обусловливает высокую степень вероятности развития тягостного состояния сенсорно-сомато-вегетативно-висцерального сосудистого симптомокомплекса, что позволило впервые обосновать представление об инфразвуковом гипоталамическом синдроме (диэнце-фальном кризе).

4. Разработана концептуальная патогенетическая модель инфра-звукового воздействия на организм. Особенностью повреждающего действия ИЗ является развитие сочетанных взаимосвязанных патологических процессов. Один из них обусловлен закономерностями развития общего адаптационного синдрома, другой - альтерацией нервных образований головного мозга, органов мишеней эндокринной системы и внутренних органов. Основным патогенетическим звеном этого процесса является развитие тканевой гипоксии вследствие церебральной гипертензии из-за ликвор- гемодинамических и микро-циркуляторных нарушений. Универсальным следствием гипоксии является дезорганизация мембран, которая приводит к выходу ферментов из субклеточных структур и клеток в тканевую жидкость и кровь, что играет существенную роль в механизме вторичной гипоксической альтерации ткани.

5. На основании выше указанных комплексных исследований показана необходимость введения частотной коррекции ИЗ с понижением регламентируемого уровня на 5-6 дБ на октаву в отличие от принятых в международном стандарте ISO 7196 уровней 12 и 14 дБ, которые основаны на ауральных эффектах и субъективной оценке раздражающего действия фактора.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 31L страницах машинописного текста. Состоит из введения, £ глав, заключения, выводов. Список использованной литературы включает ¿М) ^ работ, из них •/¿^-^отечественных и зарубежных. Иллюстрации и фактический материал представлены в fp таблицах, % рисунках.

Организация исследований, их объем и методы.

Для изучения распространенности ИЗ в производственной среде и характера его спектров (преобладающие частоты и уровни) проведены гигиенические исследования в электросталеплавильных,

мартеновских, конверторных и кислородно-конверторных цехах металлургического производства, вблизи компрессоров воздухозаборов, компрессорных установок на угольных шахтах, у виброплощадок домостроительных комбинатов, тяжелых самоходных машинах (бульдозеры, экскаваторы, роторные экскаваторы, тягачи и др.), на транспортных средствах (грузовые автомобили, трайлеры, автобусы, легковые автомобили), строитсльпо-дорожных машинах, на речных судах, портовых кранах, автопогрузчиках, в метрополитене, электропоездах. на атомной станции (рабочие места турбинного зала, у блочных щитов управления, в цехах конденсатоочистки, компрессорных), на предприятиях авиационной промышленности и машиностроения.

Для измерения ИЗ использовался метод с магнитной регистрацией сигнала от 2 Гц и в широком динамическом диапазоне от 15 до 150 дБ. Анализ ИЗ в октавных полосах частот от 2 до 16 Гц проводился в лабораторных условиях на анализаторе в реальном времени с частотной трансформацией 8-10 мин записи при постоянной времени 20 с, с последующей регистрацией гистограмм распределения на самописце уровня. Комплект измерительной аппаратуры состоял из точных импульсных шумомеров 2204, 2209 с микрофонами 4145 и 4146 с октавными фильтрами 1614, измерительных магнитофонов 7003, 7007, анализатора в реальном времени 2131, самописца уровня 2205 фирмы "Брюль и Къер" (Дания). Указанной методикой определяли спектральный состав ИЗ, общий уровень звука и звукового давления по шкалам "А" и "Линейная" шумомера по ГН 2274-80. Для оценки значимости ИЗ в общем шумовом спектре использовали разность этих показателей (А = дБ"Лин" - дБА), так как коррекция "А" шумомера ослабляет низкочастотные звуки по сравнению с коррекцией "Линейная". Разность уровней 20 дБ и более оценивали как выраженный ИЗ, согласно СИ № 2274-80. Оценка значимости ИЗ и общей шумовой обстановки проводилась в соответствии с ГОСТ 12.1.050-86 "Методы измерения шума на рабочих местах". Выполнено более 3500 гигиенических исследований.

Экспериментальные исследования на добровольцах включали 20 серий исследований из которых: 12 серий с подачей инфразвука ауральным способом через электродинамическую систему; 6 серий с подачей инфразвука в камеру через поршневую систему; 2 серии -контрольные исследования (табл. 1).

Таблица 1

Объем экспериментальных исследований эффекторных реакций при стимуляции кохлеовестибулярного аппарата у добровольцев

Частота, Условия Блоки исследования и количество

Гц, опытов

№ Серии Уровень, исследования Физиоло- Отоскопия и Вращательная

дБ гический аудиометрия проба НКУК'

1. 16-123 Электроди- 22 20 20

2. 3 дБ 8 - 126 намическая 24 20 20

3. на 4- 129 система 28 20 20

4. октаву 2- 134 Поршневая 22 20 20

5. 4- 129 система 16 20 20

6. СН 16- 105 Электроди- 16 - -

7. № 227480 8- 105 намическая 16

8. 4 - 105 система 16 - -

9. Контроль 30 мин в позе сидя Камера 16 - -

10. Проба НКУК Электровраща ющееся кресло 20 - 20

20 Общее количество: 196 100 120

Итого: 20 серий - 416 опытов

- непрерывная кумуляция ускорения Кориолиса

Для подачи ИЗ ауральным способом была использована установка, исключающая введение дополнительных объемов, таких как шлемофоны, искажающих сигнал. ИЗ подавался от генератора типа 1017 "Брюль и Къер", соединенным с динамиком через ушные муфты. Параметры инфразвука контролировались системой: микрофон 4135, спектрометр 2113. Спектральные характеристики ИЗ колебаний, передаваемых ауральным путем, представлены на рис. 1, свидетельствующие о подаче чистого ИЗ сигнала без субгармоник.

Подача ИЗ в камеру через поршневую систему осуществлялась посредством поршневой установки механического возбуждения колебательных движений воздуха. Объем камеры 20 м3. Экспериментальная установка состояла из поршня, привода, воздушного отверстия в камере, самой камеры и системы контроля с микрофоном 4145 и спектрометром 2113.

MalM«lli4«Jii-' __H. Wi. W-mmlf*. -mml—e

Рис. 1. Характеристика инфразвукового сигнала (16 Гц), генерируемого в камере.

В исследовании принимали участие 16 добровольцев-мужчин в возрасте 25-30 лет. Добровольцы находились в камере в положении сидя, экспозиция фактора равнялась 30 минутам. Исследовались реакции слухового, вестибулярного анализаторов, сенсорные, статокине-тические, вегетативные реакции, реакции ЦНС.

Отоскопические и аудиометрические исследования проводились в специальной серии до воздействия инфразвука и сразу после его действия на обоих ушах. Тональная аудиометрия проводилась на аудиометре МА-30 во всем диапазоне частот.

Функция вестибулярного анализатора исследовалась методом непрерывной кумуляции ускорения Кориолиса (НКУК). Вращательная проба на переносимость НКУК проводилась на портативном элек-тровращающемся вестибулометрическом кресле по методу С.С. Мар-каряна и др.: вращение со скоростью 180 градусов в секунду при ритмических касательных движениях головой от правого плеча к левому. В качестве критерия использовалось время переносимости НКУК по появлению вегетативных реакций 2, 3 степени по K.JI. Хилову (1969). Для получения фоновых данных по оценке степени индивидуальной вестибулярной устойчивости проводилась двухкратная проба каждому обследованному с интервалом 2-3 дня и брались усредненные показатели. В день исследований проба проводилась только после воз-

действия инфразвука.

Статокинетические реакции исследовались с использованием стабилографической платформы во фронтальной и сагиттальной плоскостях. В качестве показателя применялось среднеквадратичное значение амплитуды колебаний тела человека (52) при закрытых глазах.

Вегетативные реакции исследовались методами: электрокардиографии (ЭКГ), пневмографии (ПН), фотоплетизмографии (ФПГ).

Субъективные ощущения регистрировались в период экспозиции инфразвука, а также во время проведения пробы НКУК.

Реакции центральной нервной системы исследовались методами: критической частоты слияния световых мельканий (КЧСМ) и с помощью психологических тестов "Шульте-Горбова". КЧСМ регистрировалась с правого и левого глаза. В качестве показателей использовалась: средняя частота слияния световых мельканий Гц) и показатель функциональной ассиметрии глаз (Аб).

В 4 основных сериях выполнено 20 фоновых и 40 основных исследований функции вестибулярного анализатора, 160 исследований порогов слуховой чувствительности правого и левого уха, 320 отоскопических обследований, 160 исследований артериального давления и пульса. В 80 случаях произведено анкетирование субъективных ощущений во время экспозиции инфразвука.

В лабораторном эксперименте на добровольцах были также изучены физиологические реакции организма на воздействие инфразвука с уровнями 105 и 115 дБ на частотах 4, 8, 16, 20, 31,5 Гц при 1-часовой и 5-часовой экспозиции с последующим 60-минутным периодом восстановления. При этом особое внимание было уделено вестибулярной функции. Исследования проводили в специально оборудованной инфразвуковой камере на 6 практически здоровых мужчинах в возрасте 24-30 лет с 3-х кратным повторением всех серий. Всего проведено 162 исследования.

Функциональное состояние организма оценивали по интегральным показателям с применением методов пульсометрии, регистрации АД, хронорефлексометрии, ПЗМР, КЧСМ, корректурных проб (черно-красные таблицы Шульте-Платонова).

При проведении экспериментальных исследований на животных было использовано 1010 лабораторных животных (крысы, морские свинки), проведено 15 серий экспериментов. Изучалось воздействие

на морфологию внутренних органов, биохимические параметры, морфологические изменения нейроэндокринной системы, системы крови. Использованы гистологические, гистохимические, биохимические, гематологические методики. Исследования проводились при уровнях порядка 90-140 дБ в частотном диапазоне от 4 до 31,5 Гц.

Для озвучивания животных помещали в герметичную камеру емкостью 108x50x80 см. Установка включала упомянутый генератор, усилитель 101 RFT, 2 головки прямого излучения А2-12 (для частот 8, 16, 31.5 Гц) или 6 головок прямого излучения 10 ГД-30 (для частоты 4 Гц). Спектральные характеристики акустических колебаний, создаваемых в камере, практически не отличались от представленных на рис.1.

Конкретные морфологические и биохимические методы, используемые в данных исследованиях подробно приведены в соответствующей главе диссертации.

Полученные количественные данные обрабатывали на персональном компьютере IBM AT 486 методами вариационной статистики, с применением - t-критерия Стыодента, корреляционного, регрессионного, кластерного анализов, математико-статистическим методом синдромного анализа (S-анализа) данных медико-гигиенических исследований (Хвастунов P.M., 1989). Для оценки риска развития сим-птомокомплекса ИЗ-нарушений была использована формула близости симптомов по качеству (В.Г. Овакимов и соавт., 1996).

Основные результаты исследовании и их обсуждение

Анализ собственных материалов гигиенической оценки низкочастотных акустических спектров на рабочих местах операторов транспортных средств, самоходных, полустационарных машин и технологического оборудования и др. позволил установить их широкую распространенность в производственной среде с максимальной энергией в диапазоне от 2 до 125 Гц и нормативными или незначительно превышающими нормы уровнями шума.

Выраженный инфразвук выявляется прежде всего при работе автомобильного, водного и железнодорожного транспорта, на тракторах и самоходных машинах, экскаваторах, кранах, у компрессоров, печей и т.д. (табл. 2).

Таблица 2

Уровни шума на рабочих местах транспортных средств _и технологического оборудования_

Транспортные средства и технологическое оборудование Октавные полосы с макс уровнями, Гц Макс, уровни в октавах Общий уровень звукового давления

дБА дБ "Лин" Д

Автотранспорт

ЗИЛ - 157 31.5; 63 119 118 96 119 23

Татра - 148 8 16 109 110 85 108 23

ЗИЛ - 130 8 16 115 116 85 121 36

ГАЗ - 51 8 16 107 109 85 109 24

ГАЗ - 53 А 8 16 112 ПО 84 111 27

КамАЗ 8 16 114 116 82 122 40

Волга "ГАЗ - 24" 8 16 115 113 74 116 42

Трайлер "Шкода-Алка" 2 16 110 108 87 106 19

Автобус "Икарус - 255" 8 16 111 113 74 102 28

Автобус "Икарус - 235" 8; 16; 31.5 110 112 76 113 37

Микроавтобус "ЯАР" 16 98 82 104 22

Водный транспорт

Речное транспортное судно 16 108 72 109 37

Речное транспортное судно 16; 31.5 108; 109 72 109 37

Морской танкер 1. Рулевая рубка 16; 31.5 91; 92 61 94 33

2. Машинное отделение 16; 31.5; 63 101; 98 100 105 5

Атомный ледокол 1. Рулевая рубка 8; 16 115; 118

Железнодорожный транспорт

Электропоезд метро 1. Кабина водителя 8; 16; 31.5 93; 92 86 95 9

Пригородный электропоезд 8; 16 101; 98 82 104 22

Самоходные машины

Колесный трактор К - 701 16; 31.5 111 112 91 114 2:

Колесный трактор К - 700 8; 16; 31.5 111 110 87 109 2:

Колесный трактор К - 700А 8; 16 116 115 85 112 2'

Гусеничный трактор ДТ-75 31.5; 63 112 109 96 115 1'

Гусеничный трактор ДТ-75М 31.5; 63 104 108 95 110 1:

Автопогрузчик "Пайпер" 16; 31.5; 63 97 95 72 98 2'

Транспортные средства и технологическое Октавные полосы с макс Макс, уровни Общий уровень звукового давления

оборудование уровнями, Гц в октавах ДБА дБ "Лин" А

Автопогрузчик "Терберг" 63 105 91 105 14

Бульдозер С - 100 16; 63 106; 105 80 103 23

Тягач ТГ-663 (130 л/с) 31.5 112 89 110 21

Тягач ТГ - 502 (330 л/с) 31.5 110 90 109 19

Полустационарные машины

Экскаватор ЭО - 3322 16; 31.5 106; 100 84 100 16

Роторный экскаватор Р - 7 31.5; 63 107; 101 97 108 11

Портовый кран "Кировец" 31.5 84 72 98 26

Портовый кран "Ганц" 31.5; 63 84 64 78 14

Портовый кран "Коне" 31.5 95 62 94 32

Технологическое оборудование

Электросталеплавильная печь 31.5; 63; 125 104; 110; 114 104 116 12

Электродуговая печь 63; 125 105;104 101 108 7

Экгаустер 16 94 71 95 24

Доменная печь 16 94 87 98 11

Цех горячего проката 8; 16 92; 93 74 98 24

Цех холодного проката 4; 8 91 72 97 25

Мартеновская печь 16; 3 1.5 97; 102; 100 87 100 13

Кислородно - конвертерная печь 8; 16 96 80 101 21

Воздухозаборная камера 4; 8 112; 109 80 112 32

Воздухозаборная камера 4; 8; 16; 31.5 104; 108 76 110 34

Компрессор поршневой 16 110 83 112 29

Компрессор 4М10 - 100/8 31.5 90 89 96 7

Компрессор 4Г - 100/8 16 91 86 96 10

Турбинный зал АЭС 63;125 98; 95 96 101 5

Компрессорная станция АЭС 4; 31.5 82; 84 67 90 23

Компрессорная станция азотно-кислородного отделения АЭС 16 96 89 96 7

При этом октавами с максимальными уровнями звукового давления являются, в основном 8-31,5 Гц, а сами максимальные уровни колеблются от 90 до 119 дБ, так что при уровнях звука на этих рабо-

чих местах от 61 до 104 дБА, степень выраженности ИЗ по разности дБ "Лин" - дБА составляет от 5 до 42 дБ. Октавные спектры ИЗ достаточно плоские и в сравнении с ориентировочным предельным спектром, гигиеническая значимость является наибольшей в октавах 8 и 16 Гц.

На рис. 2 показаны спектры ИЗ и шума основных групп источников: автомобильного транспорта, сельскохозяйственных и землеройных машин, транспортно-технологического оборудования, стационарного оборудования, речных и морских судов и железнодорожного транспорта. Общий характер наклона кривых на этом слайде позволяет классифицировать три типа спектров: преимущественно ин-фразвуковых, преимущественно низкочастотных шумовых и смешанных.

В табл. 3 приведена классификация рабочих мест по шумовым характеристикам инфра-низкочастотного диапазона. К спектрам первого типа (инфразвуковым) относятся шумы транспортных средств и оборудования с максимальными уровнями УЗД в диапазоне 2-16 Гц, к низкочастотным - источники при максимальных УЗД в октавах 31,5 - 125 Гц, к смешанным - с максимальными УЗД в диапазоне 2-125 Гц. Разработанная классификация позволяет уточнить физические критерии оценки ИЗ и распространенность его в производственной среде. Гигиеническую оценку ИЗ следует проводить по максимальному УЗД в октавах 2, 4, 8, 16 Гц или в треть октавах этого диапазона, а ранее предложенные критерии: общий уровень звукового давления в дБ "Лин", дБА и их разность использовать для оценки наличия HAK в спектре шума и только при наличии спектральных характеристик использовать для оценки ИЗ.

Уточнение критериев оценки ИЗ позволило, в свою очередь, выявить новые аспекты в распространенности инфразвукового диапазона на рабочих местах водителей автотранспортных средств и некоторых видов оборудования в металлургическом производстве (доменные, кислородно-конверторные печи), морских, речных, железнодорожных транспортных средств.

С гигиенической точки зрения характерной особенностью производственного инфразвука является то, что в промышленности (стационарное оборудование) инфразвук присутствует в сочетании с низкочастотным шумом, а на транспортных средствах, как правило, с низкочастотной вибрацией.

Г.Нж |.Н>

Рис. 2. Спектральные характеристики шумов: 1 - автотранспорт, 2 - с/х и строительные машины, 3 - полустационарное и 4 - стационарное оборудование, 5 - компрессоры, б - электропечи.

Ниже приведены систематизированные нами критерии априорного определения возможных источников инфразвука по технологическим и конструктивно-строительным признакам. К конструктивно строительным относятся: большие площади перекрытий или ограждений источников шума (например, смежное расположение административных помещений с производственными); большие габариты двига-

телей и рабочих органов машин (например, карьерные экскаваторы); наличие замкнутых объемов, возбуждаемых динамически (например, кабины наблюдения за технологическим оборудованием); подвеска самоходных и транспортно-технологических машин; применение материалов для шумоглушения и звукоизоляции эффективных на звуковых частотах слышимого шума в источнике его образования (например, при снижении рабочей частоты виброплощадки) или по пути его распространения (глушители, облицовки, кабины наблюдения.

Таблица 3

Классификация рабочих мест, транспортных средств и технологического оборудования по шумовым характеристикам инфра-

низкочастотного диапазона

Характер спектра Октавные полосы с максимальными уровнями звукового давления Примеры основных видов машин и оборудования

Инфразвуко вые 2, 4, 8, 16 Гц 82-133 дБ автотранспорт, доменные и ки-слородноконвертерные печи, речные и морские суда, железнодорожный транспорт, компрессоры

Инфра-низкочастот ные 2-125 Гц 84-112 дБ мартеновские печи, агломашины, отдельные виды транспортных средств, самоходные и полустационарные машины

Низкочастот ные 31.5,63, 125 Гц 84-116 дБ электродуговые печи, тягачи, гусеничные тракторы, портовые краны, турбинные установки, автопогрузчики, экскаваторы

К технологическим относятся: высокая единичная мощность машины при сравнительно низком рабочем числе оборотов, ходов или ударов (например, поршневые компрессоры с рабочей частотой 1200 об/мин и менее, виброплощадки); неоднородность или цикличность технологического процесса при больших его мощностях или масштабах, при обработке крупногабаритных деталей или больших масс сырья (например, мартены и конвертеры металлургического производства, в горнодобывающей промышленности); флюктуации мощных потоков газов или жидкостей (например, газодинамические или химиче-

ские установки); передвижение по местности, агрофону, дорогам, магистралям, мостам, тоннелям (например, транспортные потоки, строительные дорожные машины).

Необходимым условием гигиенической регламентации является выбор объективных критериев, которые позволяют судить о качественных изменениях в организме и дифференцировать такие состояния, как утомление и функциональные изменения. Среди исследователей нет единого мнения о последствиях инфразвуковой нагрузки: одни считают, что инфразвук обладает выраженной биологической активностью, другие считают, что последствия воздействия инфразвука сильно преувеличены. Нет единого мнения и о том, какие уровни считать безвредными для организма. В литературе имеется значительное количество данных о биологических эффектах инфразвука высоких - экстремальных уровней (Pimonov L., 1974, 1976; Stan А., 1974) (рис. 3). Вопрос о нижней границе энергетического воздействия низкочастотных акустических колебаний обсуждается давно и принято считать, что границей отсутствия заметных эффектов может быть принят уровень в 120 дБ на частоте 20 Гц, с понижением частоты уровни "пограничного" звукового давления возрастали. дБ

200

180 160 140 120 100 80 ВО

0,1 0,2 0,5 1 2 4 s 1б 31,5 63 Гц

Рис. 3. Зоны предельных уровнен ИЗ-эффектов (Stan А., 1974).

Однако приведенный анализ материалов по обоснованию нормативной кривой показал, что эти нормативы базируются на кратковременных биологических эффектах инфразвука больших уровней, а длительное действие уровней ниже 120 дБ не изучалось.

Результатами наших исследований на производстве, при моделировании инфразвуковой нагрузки в лабораторных условиях на добровольцах и в экспериментах на животных убедительно показано многообразие неблагоприятных эффектов инфразвука с уровнями около 120 дБ и ниже с длительностью 8 часов и более.

Анализ биологических эффектов ИЗ и механизмов его взаимодействия с биообъектами приобретает все большее значение при разработке проблем экологической безопасности и критериев гигиенического нормирования. Приводятся данные о неблагоприятном и даже опасном действии инфразвука, поэтому важно обоснование нормативов.

Накопленные результаты, а также данные литературы по оценке влияния инфразвука на организм человека, классифицированные по зонам риска для здоровья человека, показывают, что его биологическое действие можно условно разделить на ряд зон: смертельных уровней; экстремальных эффектов; высокого риска здоровью даже при периодических воздействиях; высокого риска при кратковременных воздействиях; выраженного прогрессирования риска здоровью; умеренного риска, особенно при сочетанном действии с другими физическими факторами (общая и локальная вибрация, шум); неясных, стертых, трудно обнаруживаемых эффектов; экологически неблагоприятного действия на население жилой зоны (табл. 4).

Таблица 4

Основные объективные и субъективные признаки инфразвукового воздействия и его градации по степени вредности, опасности и зонам риска здоровью

Зоны риска Частота. Уровень звукового давления. Экспозиция Степени вредности и опасности Эффекты V

I 180-190 дБ Зона смертельных уровней Действие смертельно (разрыв легочных альвеол)

II 0 - 20 Гц <140- 150 дБ 90 с 4 Зона экстремальных эффектов Ощущение давления в среднем ухе

Зоны риска Частота. Уровень звукового давления. Экспозиция Степени вредности и опасности Эффекты

50 - 100 Гц свыше 154 дБ 2 мин Головная боль, удушье, кашель, затуманенное зрение, усталость, ощущение сильного давления за грудиной, слюнотечение, боль при глотании. Симптомы предела переносимости

100 Гц Дискретные частоты 153 дБ 2 мин Тошнота, головокружение, дискомфорт, покраснение кожных покровов

60 Гц 157 дБ 2 мин Кашель, очень сильное давление за грудиной

73 Гц 150 дБ 2 мин Удушье, саливация, боль при глотании, головокружение

0- 150 Гц до 145 дБ 2 мин Ощущение вибрации грудной клетки, сухость в полости рта, изменение ритма дыхания, общая слабость; нереальные обманчивые ощущения. Ниже предела добровольной переносимости

Ш Зона высокого риска здоровью даже при периодических воздействиях

1 - 20 Гц 140- 145 дБ 3.4 При работе реактивных двигателей у персонала возникает сотрясение грудной клетки и брюшной полости, появляется состояние, напоминающее морскую болезнь, развиваются вестибулярные расстройства: статокинетические, сенсорные -головокружение, вегетативные - тошнота. При длительном воздействии развивается астения, общая слабость, снижается умственная работоспособность, появляется раздражительность, нарушение сна, в некоторых случаях психические нарушения на почве беспокойства, тревоги.

IV Зона высокого риска риска здо ровыо при кратковременном воздействии

2,4, 8, 16 Гц 134,129, 3.2-3.4 Субъективно сенсорно-сомато-вегетатив-ный дискомфорт: тошнота, головокруже-

Зоны риска Частота. Уровень звукового давления. Экспозиция Степени вредности и опасности Эффекты

126,123 дБ 15 минут ние, давление и массаж барабанных перепонок, заложенность ушей, ознобоподоб-ный тремор тела, "движение" в области кишечника и желудка; боли в области груди, висках, головные боли, чувство тяжести в затылке боли в глазах. Чувство беспокойства, саливация жидкой слюной. Преходящее онемение неба и кожи лица (по-видимому, сенсорно-коркового гене-за), модуляция голоса (лимбического гсне-за). В целом эти признаки позволяют постулировать синдром инфразвукового (гипотапамического, диэнцефального) криза. Объективные реакции: отоскопически - гиперемия слизистой среднего уха; вестибуло-соматические, снижение стато-кинетической устойчивости; вестибулове-гетативные парасимпатические эффекты (снижение САД, ЧСС и др.); сильно выраженное снижение активации ЦНС по коэффициенту межполушарной ассиметрии. Нарастание реакции со стороны слухового анализатора с повышением частоты воздействующего ИЗ, а вестибулярных, сенсорных и ЦНС с понижением частоты.

10 Гц 135 дБ 15 мин 3.4 Состояние резко выраженного инфразвукового сенсорно-сомато-вегетативного дискомфорта: головная боль, тяжесть в голове, головокружение, колебание и давление барабанной перепонки, ощущение колебания внутренних органов, сухость в полости рта, затруднение дыхания.

V Зона выраженного прогрессирования риска здоровью

110-120 дБ 3.2-3.3 Воздействия, длительность которых не превышает нескольких минут, не вредны для здоровья. При более длительных воздействиях возможно формирование отда-

Зоны риска Частота. Уровень звукового давления. Экспозиция Степени вредности и опасности Эффекты

ленных эффектов со стороны вестибулярного и слухового анализаторов, а также и других систем организма.

2.4, 8, 16 Гц 115 дБ 1 и 5 часов 3.2 Мешающее, раздражающее действие, умеренно выраженный ' инфразвуковой дискомфорт: сонливость, головная боль, "закладывание" ушей, давление в ушах, ощущение вибрации тела. Жалобы нарастают с уменьшением частоты ИЗ. Оказывает неблагоприятное влияние по многим физиологическим показателям. Достоверная корреляция между выраженностью субъективного восприятия, вегетативными, стабнлометрическими и др. показателями функционального состояния организма.

VI 100- 110 дБ Зона умеренного риска нарушений здоровья, особенно

при сочетанном действии с другими факторами

16 Гц 105 дБ 1 час 3.1 -3.2 Жалобы на раздражающее и мешающее действие (63% умеренное действие, 13% сильное действие), головокружение (20%); тошнота, раздражительность, сонливость (по 15% соответственно); свист в ушах, головная боль (по 10%). Объективно: снижение внимания, статокинетической устойчивости, урежсние ЧСС; выраженное снижение функциональной активности ЦНС (по коэффициенту межполушарной ассиметрии по КЧСМ).

8, 16 Гц 100 дБ 1 час 3.1 Жалобы на першение в горле, кашель, шум и боли в ушах, ощущение "закладывания" ушей, вялость, сонливость, рассеянность. Не выявлено значимых сдвигов физиологических реакций.

90 - 100 дБ 3.1 Кратковременные воздействия безвредны для здоровья, при круглосуточных воздействиях возможно появление жалоб, ощущение дискомфорта и др.

Зоны риска Частота. Уровень звукового давления. Экспозиция Степени вредности и опасности Эффекты

Значительное увеличение частоты самопроизвольных абортов (от 11 до 17%) и осложнений беременности (8-22%) у молодых работниц при сочетанном действии факторов малой интенсивности - шум 75 дБА, инфразвук 8 Гц - 90 дБ.

VII Зона неясных, стертых, труднообнаруживаемых эффектов

менне 90 дБ 2 Не опасны для здоровья при изолированном кратковременном и длительном действии. Сочетанное воздействие с шумо-вибрационными факторами, а также нервно-эмоциональное напряжение может существенно усилить негативное действие инфразвука.

VIII Зона экологически неблагоприятного действия на население жилой застройки

109 дБ Значимость действия инфразвука на население убедительно доказана различием в частоте жалоб (на нарушение дневного и ночного отдыха, неспокойный сон, частые головные боли). Инфразвук оказывает не только мешающее и раздражающее действие, но и вызывает функциональные нарушения.

Примечание: Извлечение из Руководства Р 2.2.013-94 "Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса".

Классы условий труда по степени вредности и опасности:

1 класс - оптимальные условия труда;

2 класс - допустимые условия труда;

3 класс - вредные условия труда;

1 степень 3 класса (3.1.) - условия труда, которые как правило, вызывают обратимые функциональные изменения и обуславливают риск развития заболевания.

2 степень 3 класса (3.2.) - такие условия труда, которые могут вызвать стойкие функциональные нарушения, приводящие в большинстве случаев к росту заболеваемости с ВУТ, повышению частоты общей заболеваемости, появлению начальных признаков профессиональной патологии.

3 степень 3 класса (3.3.) - условия труда, которые могут привести к развитию профессиональной патологии в легких формах в период трудовой

деятельности, росту клинической общесоматической патологии.

4 степень 3 класса (3.4.) - условия труда при которых могут возникнуть выраженные формы профессиональной патологии, отмечаются высокие уровни заболеваемости с ВУТ.

4 класс - опасные (экстремальные) условия труда, характеризуются такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни.

Данные, представленные в табл. 4, классифицированы по зонам риска здоровью с параллельной их градацией по классам вредности и опасности для здоровья работающих по гигиеническим критериям Руководства Р 2.2.013-94.

Разработанная классификация зон риска здоровью человека базируется на положениях теории риска в медицине труда (Н.Ф. Изме-ров и соавт., 1994) и показывает разнообразие вероятных последствий неблагоприятного действия НАК и необходимость их учета в прогностических оценках, а также при гигиенической оценке конкретных, и вероятных источников инфразвука.

При 180 - 190 дБ действие этого фактора смертельно вследствие разрыва легочных альвеол. Другие зоны интенсивных кратковременных воздействий вызывают синдром резко выраженного ИЗ-дискомфорта, предел переносимости которого добровольцами наблюдается при 154 дБ.

При изучении воздействия ИЗ очень важной является оценка субъективных ощущений дискомфорта, который можно охарактеризовать как сенсорно-сомато-вегетативно-висцеральный сосудистый дискомфорт. При этом добровольцы жалуются на головокружение, тошноту, ощущение давления на барабанные перепонки, заложенность ушей, ознобоподобный тремор тела, движения в области кишечника, головную боль, удушье, кашель, чувство страха, беспокойство. Особо следует отметить преходящее онемение неба и кожи лица, по-видимому, сенсорно-коркового генеза. В целом характер жалоб при воздействии ИЗ позволяет постулировать представление об ин-фразвуковом гипоталамическом кризе (диэнцефальном синдроме) с сенсорно-сомато-вегетативно-висцеральными и сосудистыми симптомами (табл. 5).

Еще Густав Бергман, известный немецкий клиницист - экспериментатор, в 1936 году подчеркивал то, что: "В современной диагностике установка на анамнез играет столь же важную роль, как и совокупность объективных данных". И действительно, в исследованиях влияния ИЗ на корково-подкорковые структуры головного мозга жи-

вотных, о которых речь будет идти ниже, выдвинутый нами постулат нашел адекватное морфологическое подтверждение.

Таблица 5

Основные совпадающие субъективные признаки воздействия инфра-

звука (ИЗ) и проявления гипоталамического синдрома (ГС)

Признаки При воздействии В типичном

инфразвука случае ГС

Вибрация грудной клетки +

Сухость в полости рта +

Общая слабость, адинамия + +

Затруднение дыхания и/или из- + +

менение его ритма

Удушье + +

Головная боль + +

Головокружение + +

Затуманенное зрение +

Сенестопатия (обманчивые, не- + +

реальные ощущения)

Тошнота + +

Покраснение кожных покровов + +

Сонливость +

Боль при глотании +

Ознобоподобный тремор + +

Модуляция голоса + +

Онемение неба и кожи лица +

Страх, тревога + +

Боли в области сердца + +

Сердцебиение + +

Иногда жажда, голод + +

Боль "под ложечкой" + +

С уменьшением интенсивности воздействия степень выраженности синдрома убывает и его абортивные формы могут обнаруживаться при анализе данных производственно-физиологических исследований, когда имеет место сочетанное действие ИЗ, вибрации и шума.

Касаясь слуховых нарушений, следует отметить, что они при высоких уровнях воздействия чаще всего сводятся к ощущению дав-

ления, массажа, боли, заложенности ушей и др., а объективные признаки проявляются в виде гиперемии образований среднего уха и преходящим, нерезко выраженным увеличением порогов слуха на низких частотах. Одновременно следует подчеркнуть усиливающуюся реакцию со стороны вестибулярного анализатора, выражающуюся в ста-токинетической неустойчивости, вестибуло-сенсорных и вестибуло-вегетативных реакциях. Отмечается также изменение объективных показателей жизненно важных функций организма, степень выраженности которых зависит от интенсивности фактора и его частоты.

На рис. 4 показана частотная зависимость проявлений эффек-торных реакций организма добровольцев при стимуляции кохлеове-стибулярного анализатора.

Анализ уравнений регрессии позволяет констатировать, что сосудистая реакция среднего уха по отоскопической картине и слуховая чувствительность по показателю временного слухового порога повышаются с увеличением частоты (рис. 4. кривая 1), а вестибулярные (снижение статокинетической устойчивости при вращательной пробе), сенсорные (головокружение, тошнота, дискомфорт) реакции и реакция ЦНС (снижение активации ЦНС) повышаются со снижением частоты (рис. 4. кривые 2-4). При этом темп их роста в 2-2,8 раза выше повышения слуховых реакций.

Следовательно, при действии уровней, рекомендованных Парижским коллоквиумом для нормирования ИЗ, обнаруживается линейная зависимость биологических эффектов от частоты, однако более чувствительны к действию ИЗ вестибулярные реакции, проявление которых не подчиняется правилу равенства энергии и нарастает со снижением частоты.

Вертикальная линия сечения регрессионных зависимостей этих эффектов позволяет прогнозировать вероятность симптомокомплекса (синдрома) и составляющих его признаков в зависимости от частоты и уровня звукового давления (рис. 4, табл. 6). Эти данные имеют принципиальное значение в оценке биологических эффектов при одновременном действии НАК различных частотно-амплитудных параметров. Для оценки риска развития симптомокомплекса инфразвуковых нарушений нами применен вероятностный подход (В.Г. Овакимов и со-авт., 1996).

Рис. 4. Частота в (%) возникновения эффекторных реакций организма после стимуляции кохлеовестибулярного анализатора ИЗ частотой 2 Гц при уровне 134 дБ, 4 Гц - 129 дБ, 8 Гц - 126 дБ и 16 Гц - 123 дБ.

1 - гиперемия молоточка и барабанной перепонки; 2 - снижение вестибулярной устойчивости (по данным функциональной вестибулярной пробы непрерывной кумуляции ускорения Кориолиса); 3 - субъективные ощущения в виде головокружения, тошноты, дискомфорта; 4 - снижение активации нервной системы.

Пусть вероятность признака симптомокомплекса (синдрома) нарушения здоровья есть Р; Тогда величина q¡ = 1- Р; означает вероятность отсутствия этого признака. Обозначим вероятность другого го признака (уменьшение вестибулярной устойчивости) симптомокомплекса и введем сответствующую величину qj = 1 - Р.ь как вероятность не иметь этот признак. Вероятность того, что у индивидуума не возникнет ни 1 - го, ни ] - го, ни к - го (отоскопические изменения) признака будет равна произведению вероятностей этих признаков * qj * Цк. Следовательно, вероятность, что у наблюдаемого индивидуума возникнет хотя бы один из этих признаков, т.е. риск возникновения не менее одного признака Я («^ будет выражен формулой

1^1)= 1- * Ф * Як= 1-0- Р|)*0 - Р;)*(1-Р0

Рассуждая аналогично относительно 3-х, 4-х и т.д. признаков, общее выражение для расчета симптомокомплекса (синдрома) будет иметь следующий вид:

I I

Я (<1)= 1-П # 0 - Р), где П - символ произведения.

Таблица 6

Риск развития симптомокомплекса инфразвуковых нарушений, II (<1), _в зависимости от параметров фактора._

Параметры инфразвука при экспозиции 30 мин Уменьшение вестибулярной устойчивости (по времени переносимости НКУК), в % Частота субъективных реакций, в % Частота ото-жопичсс <их изме нений, в % Снижение активации нервной системы, в % Риск развития инфра-звукового симптомокомплекса, Класс условий труда и степень вредности

16 Гц - 123 дБ 19,4 0 66,0 37,5 0,83 3,2

8 Гц - 126 дБ 34 20,0 22,5 47 0,78 3,23,3

4 Гц - 129 дБ 54,3 30,0 7,5 54 0,86 3,23,3

2 Гц - 134 дБ (камера переменного давления) 54,9 70,0 3,0 70 0,72 3,33,4

4 Гц - 125 дБ (камера переменного давления) 43,8 64,3 10,7 0,82 3,3

Полученные данные позволяют считать более адекватными к восприятию ИЗ рецепторы вестибулярного, а не звукового анализатора. Отличительной особенностью ядерного вестибулярного комплекса [рис. 5) является необычайно большое развитие выходящих из него путей в самых разных направлениях, связывающих ядра с различными анатомическими структурами мозга, прежде всего с дорсальным ядром вагуса. Эти связи обеспечивают глобальное влияние вестибулярного анализатора на все без исключения функции - на всю поперечно-полосатую мускулатуру и вегетативную нервную систему [ВНС). Эффекторные реакции, возникающие при ИЗ-стимуляции ла-эиринта, аналогичны симптомокомплексу, развивающемуся при укачивании, и, по-видимому, их можно отнести к ИЗ-укачиванию. Учитывая тесную связь вестибулярного анализатора с центрами ВНС [гипоталамусом, лимбической системой и др.) и прежде всего с дорсальным ядром вагуса, можно предположить, что в генезе вегетативных нарушений важнейшая роль принадлежит активации вестибуло-

вегетативного взаимодействия.

N.vestlbuLaris Дно 4-ig желудочка _^Areo ac^ustica^^ N. Lateralis Deltersa N.medialis. Tractus vehibulaspinails

-"- j ДЗ^ат^пн.Дорсальмьш отдел

Идти В центр часть Смозга сеРого ВещестВа

HF

л. facialis

N. superior angularis [Scxm^peta]

.. Мозжечок [Валпкна заднего 1прооолшгд пучка)

n.ac.cesso-rius

Вентральный отдел

Мышцы Т Мышцы шей Мышцы конечн туловища

n.abducens своей стороны Исходящие}

протиВопол

Глазные мыишы (нистагм ]

носи Icmatanusl rj-hypoQlassi /а I

юн

'прЬдольнЩ

, стороны [через:

заднии

\

TractL longt

} sb .vagus

мШ^е I ^

Тошнота

Tractus vestibulo-reticularls

I

Bocx. ООЛОН-

<Seme

пучоку

пути] Мышцы

päama

больших полушарий

Дыхат. ¿je чар

п.trigeminus

Вестибуло-соматические Вестибуло-сенсорные,

связи и анимальные реакции вегетативные, висцеральные

и сосудистые связи Рис. 5. Схема вестибулярного анализатора (Held Н. цит. по K.J1. Хило-ву, 1969).

В этой связи следует отметить, что по диффузности влияния на организм вестибулярный нерв сходен с вагусом, который влияет на всю вегетативную систему и на небольшую группу поперечнополосатых мышц. Однако, если блуждающий нерв обеспечивает диф-фузность влияния благодаря обширным разветвлениям на периферии в самые различные органы, то вестибулярный нерв обеспечивает глобальное влияние на организм, как уже отмечалось выше, благодаря обширным межцентральным связям с самыми различными функциональными образованиями в пределах ЦНС.

С целью поиска подходов коррекции гигиенических норм инфразвука по разработанной нами схеме проведен анализ влияния низкочастотных акустических колебаний (4, 8 и 31,5 Гц) с уровнем 130 дБ на функциональное состояние организма по 23 биологическим показателям, включающим: функциональную морфологию центров слухового и вестибулярного анализаторов, структур мозжечка и подкор-

эвых структур головного мозга, коры больших полушарий; основные зенья нейроэндокринной системы и некоторые показатели гомеоста-1, обладающие выраженной зависимостью от состояния нейроэндок-инной системы.

В табл. 7-9 представлены данные по биологическим эффектам ри воздействии инфразвука 4 и 8 Гц - 130 дБ и их динамики в систе-1ах вестибулярного и слухового анализаторов, в системе нейрогумо->альной регуляции и некоторых показателей гомеостаза. При этом (ифры ± 1, ± 2, ± 3 соответственно обозначают слабо, умеренно и рез-:о выраженные изменения. Буквы Об, 40, Ф обозначают соответст-¡енно обратимые, частично обратимые и фазовые изменения, а Н - не-)братимые.

Таблица 7

Динамика биологических эффектов при воздействии инфразвука

с частотой 4 Гц и уровнем 130 дБ

Показатели Экспозиция(часы) Восстанов ление Направленность изменений

5 25 50 100

Системы вестибулярного и слухового анализаторов (ВА и СА)

Центры ВА 1 2 1 ЧО

Центры СА 1 1 1 ЧО

Мозжечок 1 2 1 ЧО

Кора больших полушарий 1 1 1 2 1 ЧО

Система нейрогуморалыюй регуляции* и показатели гомеостаза

ГГНС* +3 Об Об -1 Об Ф

СТГ гипофиза' -2 + 1 + 1 Об Ф

КТФ гипофиза* +2 + 1 + 1 + 1

ТТФ гипофиза* + 1 + 1 +2 + 1 Об Об

ГТФ гипофиза* +2 +2 + 1 + 1 +3 Н

Функция тимуса

Ширина ПЗН* + 1 Об -1 -2 -1 ЧО

Функция ЩЖ* + 1 +2 Об -1 Об Ф

Эндокринная функция гонад -1 -1 -1 -2 Н

Репродуктивная функция Об + 1 -1 -1 -2 Н

Показатели Экспозиция (часы) Восстанов Направленность

ление

5 25 50 100 изменений

Диурез + 1 Об Об Об Об Ф

Экскреция ("Ыа, К, +2 Об Об -2 Ф

Ыа/К, общий 14)

Лейкоциты Об -2 -1 +2 Ф

Лимфоциты % Об Об -1 -2 Об

Эозинофилы % -1 Об Об Об Об Ф

Сосудистые рас- +2 +2 +2 +2 +1 ЧО

стройства

Изменения в пече- Об + 1 +1 + 1 Об Об

ни

Условные обозначения:

ГГНС - гнпоталамо-гипофизарная нейросекреторная система; СТГ - сомато-тропный гормон; КТФ - кортикотронная функция; ТТФ - тиреотропная функция; ГТФ - гонадотропная функция; ПЗН - пучковая зона надпочечников; ЩЖ - щитовидная железа; Ф - фазовые изменения; Об - обратимые изменения; 40 - частично обратимые изменения; Н - необратимые изменения; 1 -слабо выраженные изменения; 2 - умеренно выраженные изменения; 3 - резко выраженные изменения; (+) повышение функции; (-) понижение функции.

Таблица 8

Динамика биологических эффектов при воздействии инфразвука с _частотой 8 Гц и уровнем 130 дБ_

Показатели Экспозиция (часы) Восстановление Направленность изменений

5 25 50 100

Системы вестибуля рного и слухового анализаторов СВА и СА)

Центры ВА 3 3

Центры СА 1 1

Мозжечок 3 2

Кора больших полушарий 2 2 2 2 1 ЧО

Система нейрогумо эальной регуляции'и показатели гомеостаза

ГГНС* +2 -1 Об -1 +1 Ф

СТГ гипофиза* Об Об +1 -1 Об Ф

КТФ гипофиза* +2 +1 +1 + 1

ТТФ гипофиза*

ГТФ гипофиза* + 1 +2 +3 +2 +3 Н

Показатели Экспозиция (часы) Восстановление Направленность изменений

5 25 50 100

Функция тимуса -I -1 Об Об + 1 Ф

Ширина ПЗН* Об Об -2 -3 -3 Н

Функция ЩЖ* + 1 Об Об -1 Об Об

Эндокринная функция гонад -1 -1 -1 -2 Н

Репродуктивная функция -1 -1 -2 -2 Н

Диурез +1 Об Об Об Об Об

Экскреция (N3, К, Ыа/К, общий 14) Об -I + 1 +1 +1 40

Лейкоциты Об -1 -1 -1 Об Об

Лимфоциты % -2 -2 -2 -3 -2 ЧО

Эозинофилы % Об + 1 -1 Об Об Ф

Сосудистые расстройства +2 +2 +3 +3 +2 ЧО

Изменения в печени Об Об + 1 +1 Об Об

Таблица 9

Динамика биологических эффектов при воздействии инфразвука с частотой 3 1,5 Гц и уровнем 130 дБ

Показатели Экспозиция (часы) Восстано вление Направлен ность изменений

5 25 50 100

Системы вестибулярного и слухового анализаторов (ВА и СА)

Центры ВА 2 3 3

Центры СА 1 2 2

Мозжечок 2 2 2

Кора больших полушарий 3 3 3 3 3 ЧО

Система нейрогуморальной регуляции'и показатели гомеостаза

ГГНС* Об Об + 1 Об -

СТГ гипофиза* + 1 Об Об Об Об Об

КТФ гипофиза* +2 +1 + 1 +1

ТТФ гипофиза* +2 +1 +2 +1 Об Об

ГТФ гипофиза* +2 +1 + 1 +1 +3 н

Функция тимуса -1 +2 Об Об + 1 Об

Ширина ПЗН* Об + 1 -3 -2 -2 Н

Показатели Экспозиция (часы) Восстано Направлен

вление ность

5 25 50 100 изменений

Функция 1ДЖ* +1 Об Об -1 +1 Ф

Эндокринная функция Об -1 -1 -2 -1 ЧО

гонад •

Репродуктивная функция -2 -2 -3 -3 -3 Н

Диурез Об Об Об Об Об -

Экскреция (N3, К, ШК, общий Ы) -2 Об +1 +2 Об ф

Лейкоциты Об + 1 -1 +2 +1 ф

Лимфоциты % -1 -1 Об Об +1 ЧО

Эозинофилы % Об + 1 -1 +2 +1 ф

Сосудистые расстрой- +2 +3 +3 +3 +2 ЧО

ства

Изменения в печени + 1 +2 +2 +2

Из приведенных данных видно, что реакция центров вестибулярного анализатора, мозжечка и коры головного мозга проявляется резко выраженными морфологическими изменениями (патометри-ческая оценка 3) на воздействие инфразвука частотой 8 Гц и HAK 31,5 Гц, тогда как реакция центров слухового анализатора в этих условиях проявляется слабовыраженными изменениями (патометрическая оценка 1). В восстановительном периоде отмечается неполная регрессия морфологических показателей, т.е. остаются частично обратимые изменения.

Исследование двух диапазонов HAK: слышимого 31,5 Гц и ш воспринимаемого слуховым анализатором инфразвукового 4 и 8 Гц с уровнем 130 дБ, позволило впервые получить качественно количественные характеристики изменений морфофункциональноп состояния внутримозговых центров слухового и вестибулярного ана лизаторов и установить, что выявленные сдвиги обусловлены как ге мо- и ликвординамическими расстройствами, так и максимальны! реагированием соответствующих образований. При воздействии НА) указанных параметров выявлены дистрофические изменения слухс вых и вестибулярных ядер. Следует отметить повышенную чувств1 тельность к действию HAK коры головного мозга, а также структу коры мозжечка, особенно клеток Пуркинье, вестибулярных ядер и н<

которых ядер мозжечка (рис. 6). Патологические процессы затрагивают не только ганглиозный слой мозжечка, но также зернистый и молекулярный. Спектр патологических нарушений, затрагивающих нервные клетки, становится шире. На этом рисунке четко видна частотная зависимость повреждающего эффекта ИЗ.

ЧАСЫ

дни

ЧАСЫ

АНИ

АНН

,2,5 / 7 М Я 2,5 У 7 й 23' / 7 /4 2/,

ХрОМАТОАИЗ О

нлбухлние цитоплазмы О

сморщенные нейрона И

отг Н

выщение клеток Н

нлрушение тончлтости Н

цитжримнз Н

эктопия ядршикА И тяжелое литезАнмр н. меток Н

Рис. 6. Зависимость морфологических изменений нейронов коры головного мозга от частоты и времени воздействия инфразвука. О - обратимые изменения; Н - необратимые изменения.

На наш взгляд, эти факты имеют принципиальное значение, так как опровергают традиционный принцип регламентации ИЗ только по ауральным эффектам. Данные, отражающие динамику исследуемых параметров системы нейрогуморальной регуляции и гомеостаза, свидетельствуют о том, что указанные функциональные системы более чувствительны к ИЗ, чем слуховой анализатор. Из этого следует, что о степени выраженности неблагоприятного действия ИЗ необходимо судить по реакциям целостного организма.

Одним из ключевых звеньев в патогенетическом механизме повреждающего действия ИЗ на головной мозг является нарушение внутримозгового кровообращения, обусловливающее тканевую гипоксию и патологические изменения в нервных клетках. Нарушения в

микроциркуляторном русле нарастают по мере увеличения частоты ИЗ, появляясь уже при 4 Гц, и достигают максимальной выраженности при частоте 31,5 Гц.

Эндокринной системе принадлежит важнейшая роль как в адаптации организма к действию неблагоприятных факторов внешней среды, так и в развитии вызываемых этими факторами патологических изменений. Так, изменения состояния гипоталамо-гипофизарной системы при воздействии ИЗ частотой 4, 8 Гц и НАК 31,5 Гц имеют обратимый, фазовый характер. Выявленные морфофункциональные изменения в системах гипофиз-кора надпочечников, гипофиз-щитовидная железа и гипофиз-гонады характеризуются стойкой гипофункцией периферических звеньев органов-мишеней на фоне активации тропных функций аденогипофиза. Ограничение адаптивных возможностей периферических желез обусловлено циркуляторными расстройствами, существенно нарушающими трофику гормонопроду-цирующих элементов. В частности, в гонадах имеет место прогрессирующее угнетение генеративной и эндокринной функций семенников. Снижение функции гонад и первичный гипокортицизм коры надпочечников являются критическими звеньями нейроэндокринной системы.

Показано действие ИЗ с уровнем 130 дБ и частотами 4 и 8 Гц на организм животных, проявляющееся изменениями морфобиохимиче-ских показателей нейроэндокринной системы (относительная масса гипофиза, надпочечников, тимуса и др.), состава белой крови, ряда показателей обмена, морфологии некоторых внутренних органов.

Следует особо подчеркнуть, что выраженные морфофункциональные изменения обнаружены в поджелудочной железе в виде очагового аутолитического панкреатита и панкреонекроза, венозного застоя ацинарной ткани на фоне активации инсулярного аппарата, т.е. картина очагового деструктивного панкреатита. Неблагоприятные изменения выявляются также в легочной ткани, печени, почках, миокарде и др.

На основании результатов проведенных исследований и с учетом данных литературы разработана концептуальная патогенетическая модель ИЗ-воздействия на организм (рис. 7). Эта модель очень сложна, однако в ней можно выделить некоторые звенья. Особенностью повреждающего действия ИЗ является развитие сочетанных взаимосвязанных патологических процессов. Один из них обусловлен закономерностями развития общего адаптационного синдрома, другой

альтерацией нервных образований головного мозга, органов-лишеней эндокринной системы и внутренних органов. Основным патогенетическим звеном этого процесса является развитие тканевой ипоксии вследствие церебральной гипертензии из-за ликвор-"емодинамических и микроциркуляторных нарушений. Универсаль-1ым следствием гипоксии является дезорганизация мембран, которая фиводит к выходу ферментов из субклеточных структур и клеток в каневую жидкость и кровь, что играет существенную роль в меха-шзме вторичной гипоксической альтерации ткани.

/Сизк гхуСины лавре: цеитро» с особенное

(сждення центра» с особенностями крсаоанСженю и отношением кжелуаочаи мозга

ИЗ

Ч ¡ёспйушь ^ рецепторы ИЗ

лтйшо-ретшсу.'зрпьй кмтлкс

рв-ихмо-"Ярыдшторы

из

нтерор-реципоры

ИЗ

41

проприо-ретптога (мышцы)

Рис. 7. Схема механизма действия инфразвука на организм.

ТЛБ - тиреотропнн-релизинг фактор-тиреолиберин; КЛБ - кортиколи-ерин-релизинг фактор; ГЛБ - гонадотропин-релизинг фактор; СЛБ - сомато-ропин-релизинг фактор; ТТГ - тиреотропный гормон; АКТГ - адренокорти-отропный гормон; ФСГ - фолликулостимулирующий гормон; ЛГ - лютеини-ирующий гормон; СТГ - соматотропный гормон; НЭС - ненро-эндокринная истема.

На основании проведенных исследований и полученных новых данных о механизме биологического действия ИЗ на организм предложен принципиально новый подход к регламентации безопасного уровня ИЗ и обоснованы гигиенические принципы ограничения неблагоприятного действия ИЗ, базирующиеся на физических, акустико-физиологических особенностях фактора и медико-технических требованиях к направлениям профилактики (табл. 10).

Таблица 10

Гигиенические принципы регламентации неблагоприятного

действия инфразвука

А. Особенности фактора Б. Медико-технические требования 1 направления профилактики

1. Физические особенности (большая длина волны и малое затухание с расстоянием), определяющие неэффективность традиционных методов защиты: - расстоянием (большие требуемые расстояния), - массой (малая звукоизоляция), - экранированием (нереальные размеры экранов), - временем (применимо только при малых интенсивностях), - СИЗ (низкая эффективность, ±5 дБ с резонансами). 1. Градостроительные и строительн акустические решения: - акустические расчеты эстака тоннелей, мостов и пр., - организация транспортных пот ков, - геометрические принципы экран рования уязвимых территорий (ясл сады, школы, больницы и т.д.).

2. Акустико-физиологические особенности: - большая цена децибела из-за малого диапазона реагирования от восприятия до болевого порога, - специфика ауральных и экстра-ауральных эффектов. 2. Технологические процессы и об рудование: - оптимизация геометрических и к нематических параметров процессос установок, - динамические противофазные 1 ситфли с резонансным поглощением, - интенсиметрические методы ди; ностики и коррекции акустическ полей.

3. Особенности 1 + 2 при превышении ПДУ повышают гигиеническую значимость проблемы на порядок. 3. Особенности медицинского обе; живания операторов, водителей и т (профотбор, предрейсовый осмо' режим труда и отдыха и др.).

Предлагаемые предельные уровни в октавных полосах частот 2, , 8 и 16 Гц основаны на учете всего спектра неблагоприятных изме-ений целостного организма (рис. 8). Считается, что воздействие ИЗ аких уровней в течение полной рабочей смены и на протяжении все-о производственного стажа (до 40 лет) не приведет к развитию спе-ифических и неспецифических заболеваний.

16 Гц

Рис. 8. Допустимые уровни ИЗ.

1 - предложения Jonson и Nixon, 1973 г.

2 - уровни, рекомендованные специалистами на Парижском коллок-1уме, 1973 г.

3 - разработано НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР,

>80 г.

4 - разработано НИИ медицины труда РАМН и институтами соис-шнителями, 1997 г.

ВЫВОДЫ

1. Актуальность гигиенической проблемы инфразвука опреде-[ется в связи с внедрением новых машин, технологических процес-IB и возрастанием его роли при проведении мероприятий по борьбе с умами, которые наиболее эффективны на высоких частотах. Он ха-1ктерен для мощного крупногабаритного оборудования и машин, юготоннажного производства, а также при использовании мер шу-)глушения мощных источников. Особенностью его является распро-ранение на большие расстояния, что порождает проблемы для рабо-

тающих и населения. Комплексные гигиенические, клинико-физиологические, экспериментальные исследования на человеке и животных дают основание утверждать, что ИЗ является вредным фактором, влияющим на здоровье и работоспособность человека, егс психо эмоциональную сферу. Наиболее выраженным действием обладает инфразвук частотой 8 и 16 Гц.

2. Выраженный инфразвук выявляется при работе автомобильного, водного и железнодорожного транспорта, на тракторах и самоходных машинах, экскаваторах, кранах, у компрессоров, печей и т.д. При этом октавами с максимальными уровнями давления являются п основном 8 - 31,5 Гц, а сами максимальные уровни колеблются от 90 до 118 дБ, так что при уровнях звука на рабочих местах от 70 до 100 дБА, степень выраженности инфразвука по разности дБ "Лин" - дБА составляет от 5 до 42 дБ. Октавные спектры инфразвука достаточнс плоские, его значимость является наибольшей на октавах 8 и 16 Гц.

3. Спектры инфразвука и шума основных групп источников: автомобильного транспорта, сельскохозяйственных и землеройных машин, транспортно-технологического оборудования, стационарного оборудования, речных и морских судов и железнодорожного транспорта позволяют классифицировать три типа спектров: преимущественно инфразвуковых, преимущественно низкочастотных шумов и смешанных. К спектрам первого типа (инфразвуковым) относятся шумы транспортных средств и оборудования с максимальными УЗД е диапазоне 2-16 Гц, к низкочастотным - источники при максимальных УЗД в октавах 31,5 - 125 Гц, к смешанным - с максимальными УЗД е диапазоне 2-125 Гц.

4. Кратковременное интенсивное инфразвуковое воздействие может обусловить высокую вероятность развития тягостного состояния сенсорно-сомато-вегетативного висцерального симптомокомплек-са, проявляющегося в ощущении головокружения, тошноты, давления на барабанные перепонки, ознобоподобного тремора тела, резко выраженной общей слабости, головной бЬли, удушья, кашля, чувства страха, беспокойства и др., характерного для полиморфной формы гипоталамического (диэнцефального) криза. Математико-статистическое подтверждение идентичности картины инфразвуково-го симптомокомплекса с таковым при гипоталамическо1У (диэнцефальном) позволяет впервые обосновать представление о£ инфразвуковом гипоталамическом (диэнцефальном) синдромс (которое нашло также адекватное морфологическое подтверждение е

<спериментальных исследованиях на животных). При этом абортив-ые его формы могут обнаруживаться при воздействии ИЗ умеренных ровней.

5. В длительном 5-часовом эксперименте с воздействием инфра-*ука с УЗД 115 дБ на частотах 4, 8, 16, 20 Гц и HAK 31,5 Гц установ-гна динамика показателей функционального состояния организма и гстибулярные функции. Наибольшие изменения отмечены к концу 2-э часа воздействия, при этом более выраженные на частоте 16 Гц. 'орреляционно-регрессионный анализ позволил дать количественную ценку выраженности вестибуло-соматических и вестибуло-егетативных реакций в зависимости от длительности экспозиции, [ри УЗД 105 дБ на этих же частотах указанные показатели были зна-ительно менее выраженными. '

6. При действии на организм инфразвука частотой 2, 4, 8, 16 Гц уровнем от 123 до 134, нарастающими по 3 дБ на октаву с пониже-ием частоты, четко проявилась зависимость биологических эффектов т частоты. Реакции по частоте проявления и степени выраженности пухового анализатора нарастают с повышением частоты, тогда как естибулярные, сенсорные, вегетативные и реакции ЦНС нарастают с онижением частоты, при этом темп роста вестибуло-обусловленных еакций в 2-2,8 выше, чем слуховых. Именно сумма этих двух меха-измов дает результирующий спектр функциональных и патологиче-ких изменений. Наличие противоположных частотных зависимостей бусловливает различие в симптомокомплексе, составляющих его имптомов (гиперемии молоточка и барабанной перепонки, снижение естибулярной устойчивости, ощущение головокружения, тошноты, искомфорта, снижение активации нервной системы) по количеству роявления и степени выраженности в зависимости от биологической астоты воздействия. Разработана методика оценки вероятности раз-ития гипоталамического симптомокомплекса при инфразвуковом оздействии.

7. Количественная патометрическая оценка биологических эф-)ектов воздействия HAK уровнем 130 дБ и частотой 4, 8 и 31,5 Гц по-азала, что подкорковые центры вестибулярного анализатора и струк-уры мозжечка реагируют резко выраженными морфологическими зменениями (бальная оценка - 3), кора головного мозга - умеренно ыраженными (бальная оценка - 2), тогда как морфофункциональное остояние центров слухового анализатора оценивается как слабо вы-аженные изменения (бальная оценка - 1). Таким образом, вестибу-

лярный анализатор, имеющий тесные мозжечковые, корковс подкорковые, опто-вестибуло-спинальные связи, оказывает глобал1 ное влияние на все без исключения функции организма - всю пот речно-полосатую мускулатуру и всю вегетативную нервную систему что обусловливает его ведущую патогенетическую роль в генезе се! сорных, вегетативных, висцеральных и соматических эффектов пр инфразвуковом воздействии.

8. Проведенные экспериментальные морфологические исследс вания на лабораторных животных при воздействии инфразвука уме ренных уровней и разных частот показали широкий спектр изменени по 23 показателям в органах и системах (в том числе гонадах), нейре гуморальной регуляции и гомеостаза, причем их чувствительность глубина поражения по ряду важных показателей (состав белой кровг КТФ, ГТФ гипофиза, сосудистые расстройства, ширина ПЗН и др. была выше, чем слухового анализатора. Этот факт имеет принципи альное значение ввиду традиционного критериального подхода при оритетной регламентации инфразвука лишь по ауральным эффектам ! неучете экстраауральных.

9. Анализ морфофункционального состояния подкорковых цен тров вестибулярного и слухового анализаторов, а также структу] мозжечка, входящих в оптовестибулоспинальную систему, выявил ; лабораторных животных широкий спектр перестроек при воздействш инфразвука, характерных для гипоксических состояний, вюночающи; явления гиперхроматоза, хроматолиза и деструктивных нарушений которые усиливаются с увеличением времени воздействия на фон! гемо- и ликвординамических расстройств. Изменения со сторонь внутренних органов и эндокринных желез носят неспецифический ха рактер, в значительной степени обусловлены нарушением микроцир куляторного русла и укладываются в общую картину стрессовой ре акции.

10. Разработаны допустимые уровни инфразвука на рабочи? местах, в жилых и общественных зданийх и на территории жилой за стройки: для работ различной степени тяжести в производственны? помещениях и на территории предприятий: 2 Гц - 100 дБ, 4 Гц - 95 дБ 8 Гц - 90 дБ, 16 Гц - 85 дБ; общий уровень звукового давления, в дЕ "Лин" - 100 дБ. Для работ различной степени интеллектуально эмоциональной напряженности в производственных помещениях и нг территории предприятий: 2 Гц - 95 дБ, 4 Гц - 90 дБ, 8 Гц - 85 дБ, 16 П - 80 дБ; общий уровень звукового давления, в дБ "Лин" - 95. Террито-

ия жилой застройки: 2 Гц - 90 дБ, 4 Гц - 85 дБ, 8 Гц - 80 дБ, 1 б Гц - 75 Б; общий уровень звукового давления, в дБ "Лин" - 90. Помещения ;илых и общественных зданий: 2 Гц - 75 дБ, 4 Гц - 70 дБ, 8 Гц - 65 дБ, 6 Гц - 60 дБ; общий уровень звукового давления, в дБ "Лин" - 75. Для олеблющегося во времени и прерывистого инфразвука уровни звуко-ого давления, измеренные по шкале "Лин", не должны превышать 20 дБ.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

1. Механизмы адаптации регуляторных систем организма при кстремальных условиях на транспорте //Актуальные проблемы ме-ицины транспорта: Тез. докл. Укр. межвед. науч. практ. конф.- Одес-а, 1993,- Ч.2.- С.383 ( в соавт. с Федоровым В.П. и др.).

2. Гигиеническое обоснование безопасных условий труда в про-зводстве летательных аппаратов: Тез. докл. I нац. конгресса по про-илактической медицине,- СПб., 1994,- Т.З.- С.66 (в соавт. с Фаусто-ым A.C. и др.).

3. Межведомственная организация работ по комплексной про-илактике заболеваемости на промышленных предприятиях Природные ресурсы Воронежской области, их воспроизводство, мо-иторинг и охрана: Тез. докл. науч.-практ. конф.- Воронеж, 1995.-.219-220 (в соавт. с Фаустовым A.C. и др.).

4. Модификация методики доступа к структурам головного моз-1 животных в исследовании биопотенциалов при воздействии факто-эв риска //Впервые в медицине: Тез. докл. II нац. конгресса по вапео-эгии и профилактической медицине.- СПб., 1995.- С.96 (в соавт. с оликовым Э.В.).

5. Эффекты влияния факторов техногенной среды на организм в >пекте резервных возможностей выживания //Авиационная и косми-хкая медицина, психология и эргономика: Тез. докл. науч. конф,-I., 1995,- С.368-369 (в соавт. с Фаустовым A.C.).

6. Инфразвук, как экологический неблагоприятный фактор и его щяние на организм //Здоровье человека и действие факторов внеш-зй среды: Материалы науч.-практ. конф,- Воронеж-Липецк, 1996.-.214-215 (в соавт. с Овакимовым В.Г.).

7. Инфразвук, как неблагоприятный фактор окружающей и эоизводственной среды //Здоровье человека и действие факторов 1ешней среды: Материалы науч.-практ. конф,- Воронеж-Липецк,

1996.- С.216-217 ( в соав. С Кравченко O.K., Прокопенко J1.B.).

8. Системные морфофункциональные изменения при воздействии низкочастотных акустических колебаний //Тез. докл. III нац. конгресс по профилактической медицине и валеологии.- СПб., 1996.-С.79-80 (в соавт. с Овакимовым В.Г.).

9. Критерии оценки техногенного инфразвука //Тез. докл. Ill нац. конгресс по профилактической медицине и валеологии.- СПб. 1996.- С.87 (в соавт. с Овакимовым В.Г.).

10. К вопросу совершенствования гигисно-экологической оценки и нормирования инфразвука //Новое в безопасности жизнедеятельности и экологии: Докл. конф,- СПб., 1996,- С.188-190 (в соавт. с Овакимовым В.Г.).

11. Гигиено-экологические критерии оценки инфразвука техногенного происхождения в окружающей среде и меры профилактики //Новое в безопасности жизнедеятельности и экологии: Докл. конф.-СПб., 1996,- С.213-215 ( в соавт. с Овакимовым В.Г.).

12. Совершенствование гигиенических критериев воздействие техногенного инфразвука для его оценки и нормирования //Современные проблемы военной гигиены: Тез. докл. науч. конф.-СПб., 1996.- С.137-138 ( в соавт. с Овакимовым В.Г.).

13. Влияние инфразвука на репродуктивную функцию организма //Актуальные проблемы человека в аэрокосмических системах: Тез. докл. науч.-практ. конф.- М., 1997.-С.173-174 (в соавт. с Суворовым Г.А., Ягловым В.В., Овакимовым В.Г.).

14. Ифразвук: действие на организм и гигиеническая регламентация // Вестн. РАМН.- 1997,- № 7.- С.39-46 (в соавт. с Измеровым Н.Ф., Суворовым Г.А.).

15. Воздействие ИЗ на ткани некоторых внутренних органов //Гистогенетический анализ изменчивости и регенерация тканей: Материалы науч. совещ., посвящ. 100-летию со дня рожд. Н.Г.Хлопина,-СПб., 1997.- С.67 (в соавт. с Овакимовым В.Г.).

16. Гигиенические и медикобиологические аспекты ИЗ //Медицина труда и промышленная экология,- 1997.-№ 5.- С.8-14.

17. Функциональные и структурные нарушения в надпочечниках как эффект акустического воздействия //Новости клинической цитологии России,- 1997.- Т.1, № 2.- С.77-81 ( в соавт. с Суворовым Г.А.. Овакимовым В.Г.).

18. Морфофункциональные изменения в поджелудочной железе при воздействии низкочастотного акустического спектра //Новости

типической цитологии России,- 1997,- Т.1, № 3.- С.116-118 (в соавт. с уворовым Г.А., Овакимовым В.Г.).

19. Изменение проницаемости эритроцитов при воздействии нфразвука//Белые ночи: Тез. докл. науч. чтений,- СПб., 1997.- С.295-?7 ( в соавт. с Суворовым Г.А., Овакимовым В.Г.).

20. Структурно-функциональные реакции тимуса как ответ на тияние низкочастотных акустических колебаний //Белые ночи: Тез. экл. науч. чтений.- СПб., 1997,- С.303-304 (в соавт. с Суворовым .А., Овакимовым В.Г.).

21. Эколого-гигиенический аспект проблемы инфразвукового »действия //Современные гигиенические проблемы охраны окру-ающей среды и здоровья населения в регионах России: Сб. науч. тр,-[.- Воронеж, 1997.- С.95-96 ( в соавт. с Суворовым Г.А., Овакимовым .Г.).

22. Профилактика неблагоприятного действия инфразвука Современные гигиенические проблемы охраны окружающей среды здоровья населения в регионах России: Сб. науч. тр.- М.-Воронеж, '97,- С. 182-184 (в соавт. с Суворовым Г.А., Овакимовым В.Г.).

23. Изменение компонентов эритроцитарных мембран при ак-ическом воздействии //Материалы IV нац. конгресса по профилак-[ческой медицине и валеологии.- СПб., 1997,- С.76 (в соавт. с Суво-)вым Г.А., Овакимовым В.Г., Должановым А.Я.).

24. Структурно-функциональные аспекты в преподавании безо-1сности жизнедеятельности //Белые ночи: Тез. докл. науч. чтений,-Пб., 1997.- С.20-21 (в соавт. с Должановым АЛ., Воронцовой З.А.).

25. Морфологические изменения в миокарде под действием ин-эазвука //Белые ночи: Тез. докл. науч. чтений,- СПб., 1997,- С.301-13 ( в соавт. Суворовым Г.А., Овакимовым В.Г.).

26. Медико-биологические аспекты воздействия ИЗ на организм -1овое в экологии и безопасности жизнедеятельности: Докл. II Всею. науч.-практ. конф.- СПб., 1997,- С.280-283 ( в соавт. с Суворовым А., Овакимовым В.Г.).

27. Дополнение к Руководству Р.2.2.013-94. "Гигиенические итерии оценки условий труда по показателям вредности и опасно-и факторов производственной среды, тяжести и напряженности тру-вого процесса".

28. СанПин 2.2.4/2.1.8.583-97 "Гигиенические нормативы иф-звука на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и территоррии жилой застройки".

29. On the pathogenic mechanisms of infrasound //Protectioi Against Noise: Second European Conference.- London, 1997.- P.14 (witl Suvorov G.A., Kravchenko O.K.).