Порівняльна чутливість організмів до гамма-випромінювання

У більшості випадків істотне відхилення параметрів середовища існування від "нормальних" може викликати небезпека виникнення негативних наслідків, що виявляються тим серйозніше, чим більше величина такого відхилення і чим триваліше перебування живого організму в аномальних умовах. Для кожного живого організму існує оптимальне значення рівня одночасної дії декількох факторів, у тому числі й енергетичного впливу.

Одночасна дія на організм декількох видів геофізичних полів (наприклад, температурного поля і поля іонізуючого випромінювання, варіацій геомагнітного, електростатичного й електромагнітного полів і т.п.) може змінити межі переносимості організмом кожного з цих полів. Як правило, при цьому спостерігається звуження рамок переносимості (толерантності), оскільки дія окремих факторів може підсилюватися за рахунок послаблюючих організм дії інших факторів (синергетичний ефект). Однак можливі ситуації, коли дія одного з факторів може виявитися "захисним" у відношенні дії іншого фактора. Так, наприклад, постійне магнітне поле, мікрохвильове випромінювання невисокої потужності можуть підвищити радіаційну опірність живого організму, що показано експериментально. Можливі, принаймні гіпотетично, аналогічні ефекти, які викликаються геофізичними полями інших видів.

3.3.3. Вплив техногенних фізичних полів на живі організми. Істотним екологічним фактором є вплив на живі організми техногенних фізичних полів. Техногенні фізичні поля — неминучий атрибут функціонування промислових і енергетичних установок, гірськопрохідних комплексів, засобів наземного і підземного транспорту, будівельних машин і механізмів, об'єктів міського комунального господарства і побутової техніки. Як видно з табл. 3.1, рівень створюваних техногенних фізичних полів багаторазово перекриває не тільки відповідні характеристики їхніх природних аналогів, але також санітарні норми і технічні межі стійкості геологічного середовища і зв'язаних з нею інженерних споруджень. При цьому під технічними межами стійкості геологічного середовища варто розуміти той її стан, що задовольняє інженерним вимогам при будівництві й експлуатації різного роду споруджень, автомагістралей, залізниць і т.п.

Об'єктом впливу техногенних фізичних полів може бути і жива, і не жива природа. Якщо впливу піддаються небіологічні природні об'єкти й інженерні спорудження, то екологічний ефект впливу, як би відкладається, переноситься в часі до того моменту, коли порушення рівноважного стану природно-технічної системи, порушення чи функціонування деструкція окремих об'єктів досягнуть загрозливого ступеня. У тому випадку, коли зміни, викликувані впливом техногенних фізичних полів супроводжуються процесами, що представляють реальну загрозу життєдіяльності людей, можна говорити про безпосередній прояв екологічного ефекту. Найбільш значний ефект впливу техногенних фізичних полів виявляється на територіях промислово-міських агломерацій, у районах інтенсивного промислового і будівельного освоєння і т.п.

Серйозну геоекологічну проблему являє техногенний тепловий вплив. Згідно з прогнозами, рівень щорічного приросту теплової енергії у великих містах до 2000 р. може досягти 10 млрд Дж/м². Закритість території і концентрація великого числа джерел теплової енергії у верхніх шарах земної кори в межах областей інтенсивного освоєння створюють передумови для формування так званих теплових куполів і великих геотермічних аномалій на глибинах 10—30 м. Температура в межах таких аномалій вище фонової на 2—6°. Техногенний прогрів піщано-глинистих порід звичайно не викликає їхніх структурних змін, але може змінити режим вологості, агресивність стосовно металів і залізобетону.

Екологічний ефект теплового впливу позначається насамперед на особливостях взаємодії прогрітого (чи промороженого) ґрунту з рослинами і мікроорганізмами, для яких ґрунтова товща є середовищем існування. Так, при підвищенні температури до 40—50°С деякі бактерії, що виділяють сірчану кислоту, починають посилено розмножуватися, що призводить в остаточному підсумку до зростання агресивності ґрунтів і підвищенню небезпеки біокорозії. Реальні техногенні варіації температурного поля безпосередньо пагубної дії на людський організм не роблять. Однак негативні прояви екзогенних геологічних процесів, викликаних техногенними змінами температурного режиму, можуть погіршувати умови життя і роботи людей, а в окремих випадках навіть робити їх небезпечними.

Акустичне поле (шум) у повсякденному житті відіграє роль постійного подразника. Опитування міських жителів із приводу зручності місця проживання показують, що близько 70-80% скарг звичайно приходиться на техногенне акустичне (шумове) вплив. Шум в околицях міських і шосейних магістралей стійко тримається приблизно 15-18 годин на добу, затихаючи в містах лиш на короткий час уночі з 2 до 4 години. Шумовий вплив варто розглядати як чисто екологічний фактор, оскільки він впливає на нервову систему й органи слуху

Рівень акустичного поля оцінюється у відносних величинах звукового тиску - децибелах (дБ(А)). Як початковий рівень при вимірах акустичного поля (шуму) прийнятий поріг чутливості, що відповідає звуковому тиску 2×10^-5 Па. Відповідно до санітарних норм шкідливим для нервової системи вважається шум, що перевищує 50-60 дб(А). При роботі в умовах постійного шума на рівні 70 дБ(А) число зроблених помилок навіть при виконанні нескладні операції виявляється вдвічі більшим, ніж при роботі в спокійних умовах. Працездатність при відчутному постійному шумі знижується приблизно на третину. При рівні звуку в 80-90 дБ(А) (залізниця і промислові підприємства) можливі необоротні зміни органів слуху, а при рівні в 120-140 дБ(А) (залізниця, реактивні літаки) - ушкодження цих органів.

Вібрація, чи динамічний вплив на середовище, виявляється у вигляді поля змушених механічних коливань, що сприймаються і передаються нею від джерел до різних об'єктів, у тому числі і до об'єктів живої природи. Поле вібрації створюється численними і різноманітними джерелами, найбільш значимими з який є транспортні засоби, що рухаються, устаткування промислових підприємств, будівельні машини і механізми, технічне устаткування будинку й інженерних спорудженнях

Поле вібрації можна кваліфікувати як екологічний фактор подвійної дії: прямого, якщо мова йде про безпосередній контакт із віброгенеруючим об'єктами, наприклад при користуванні залізничним транспортом чи при роботі з ручними перфораторами, і опосередкованого, якщо безпосередній контакт з об'єктом, що створює вібрацію, відсутній, а вібрація сприймається через передавальне середовище, наприклад при перебуванні в будинках, розташованих недалеко від залізничної колії чи ліній метрополітену неглибокого закладення, а також на будівельних майданчиках.

Оцінка вібраційного впливу з позиції екології показує, що віброколивання з частотою 20 Гц (переважаюча частота віброколивань, створених транспортом і будівельними машинами і механізмами) і амплітудою до 0,25 мм (віброшвидкість до 0,01 м/с) хоча і відчутні, але не викликають неприємних наслідків, що мають місце при більш високих частотах і великих амплітудах. Так, при частотах 20—40 Гц і амплітудах 0,3—0,5 мм (віброшвидкість до 0,04 м/с) вібрація дратує, викликаючи неприємне і навіть хворобливий стан організму. Високочастотні коливання роздратовують при менших амплітудах, тоді як низькочастотні — при істотно великих.

Фізіологічний ефект електромагнітного впливу полягає в тім, що в електромагнітному полі через тканини тіла людини починають протікати індуковані струми. Безпечна межа індукованого струму складає 0,005 А. Дія електромагнітного поля залежить від величини його напруженості (для промислових частот і частини радіохвильового діапазону), щільності потоку потужності (для надвисоких радіочастот) і тривалості впливу. По санітарних нормах гранично припустима величина напруженості електромагнітного поля промислової частоти (50 Гц) складає 25 кв/м, безпечний рівень напруженості поля, при якому не обмежується час перебування людини в умовах впливу поля, відповідає величині 5 кв/м. Для електромагнітних полів радіочастот рівень напруженості поля не повинний перевищувати 5—50 В/м (у залежності від частоти).

Джерелами електромагнітних полів низьких (промислових) частот є устаткування підвищуючих і понижуючих напруг електричних підстанцій, а також високовольтні лінії електропередачі (ЛЕП). Джерелами електромагнітних полів радіочастотного діапазону (0,06—3×10⁵ МГц) є радіонавігаційні і радіозв’зкові пристрої, радіомовні станції, установки космічного радіозв'язку, телевізійні передавальні станції і ретранслятори, радіолокатори. Найбільш сильний вплив електромагнітного випромінювання ЛЕП виявляється в межах щодо нешироких смуг (30—90 м) безпосередньо під струмонесучими проводами, як це видно з приведеної на рис. 3.12 схеми.

Рис. 3.12. Ширина області небезпечного впливу електромагнітного випромінювання високовольтних ліній електропередач у залежності від напруги ЛЕП.

Рис. 3.13. розповсюдження високочастотних електромагнітних коливань у межах прямої видимості випромінюючої антени радіолокатора.

Область небезпечного опромінення електромагнітними полями високих і надвисоких частот лежить у межах прямої видимості антенних пристроїв випромінювачів різного призначення. Так, із трьох будинків, показаних на рис. 3.13, впливу піддається будинок 3. Тривалий систематичний вплив інтенсивних техногенних електромагнітних полів промислової частоти і радіочастот на організм людини може викликати підвищене стомлення, появу серцевих болів, порушення функцій центральної нервової, серцево-судинної, ендокринної й іншої систем організму. При тривалому впливі електромагнітного випромінювання може також виникати почуття апатії, чи навпаки, підвищеного нервозного занепокоєння, інші симптоми і відхилення від нормального стану чи поводження.

Радіаційний вплив на живі організми, і в тому числі на людський організм, здійснюється через поле радіації, що має два складові: природний фон радіоактивності і наведену (техногенну) радіоактивність. Підвищений рівень радіації створює небезпеку для здоров'я і життя людей і тварин, а також може сприяти зміні фізичних властивостей різних матеріалів, які використовуються.

Найбільш істотним фактором радіаційного впливу на всіх представників тваринного і рослинного світу є іонізуюче електромагнітне гамма-випромінювання, хоча радіація іншої природи (альфа-, бета- і рентгенівське випромінювання) також вносить свій внесок у загальний радіаційний вплив на біоту. Гамма-випромінювання поширюється на значні відстані, має велику проникаючу здатністю, у тому числі й у живі тканини. Дія гамма-випромінювання залежить від розмірів джерела, його інтенсивності і від відстані до цього джерела. Поблизу земної поверхні потужність дози природного (фонового) випромінювання складає (0,3-25)×10^-5 мГр/год (0,003-0,025 мР/ч). Для людини безпечною може вважатися потужність дози, у 250 разів перевищуюча природний радіаційний фон. Природний радіаційний фон не залишається незмінним. Помітно впливає на його варіації проведені випробовування ядерної зброї, аварії, які стаються на атомних електростанціях і підприємствах атомної промисловості. У ряді випадків техногенні "добавки" виявляються настільки істотними, що приводять до помітних екологічних наслідків.

Надходження радіонуклідів в організм людини може відбуватися разом з повітрям, водою і їжею, а також за рахунок випромінювання ²²²Rп, що виділяється з будівельних матеріалів (гранітного щебеню, туфу, лицювальних гранітних плит і т.п.), водопровідної води і побутового газу, надходить разом із ґрунтовим повітрям і накопичується в погано провітрюваних підвальних приміщеннях і в нижніх поверхах будинків (рис. 3.14).

Рис 3 14. Шляхи надходження радону в житлове приміщення