Механические колебания в упругих средах вызывают рас­пространение в этих средах упругих волн, называемых акустическими колебаниями.

Физическое понятие об акустических колебаниях охваты­вает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Акустические колебания в диапазоне 16 Гц — 20 кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют, звуковыми, с частотой менее 16 Гц — инфразвуковыми, выше 20 кГц — ультразвуковыми. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле. Скорость звука в воздухе при нормальных условиях составляет 330 м/с, в воде — около 1400 м/с, в стали — порядка 5000 м/с.

Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. При воспри­ятии человеком звуки различают по высоте и громкости. Вы­сота звука определяется частотой колебаний: чем больше час­тота колебаний, тем выше звук. Громкость звука определяется его интенсивностью, выражаемой в Вт/м². Единица измере­ния громкости в логарифмической шкале называется децибе­лом (дБ). Она примерно соответствует минимальному прирос­ту силы звука, различаемому ухом. Область слышимости зву­ков ограничена двумя пороговыми кривыми: нижняя — порог слышимости, верхняя — порог болевого ощущения. Порог слуха молодого человека составляет 0 дБ на частоте 1000 Гц. Болевым порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100 Вт/м². Звуковые ощущения оцениваются по порогу дис­комфорта (слабая боль в ухе, чувство касания, щекотания).

Шум — совокупность звуков различной частоты и интенсив­ности, беспорядочно изменяющихся во времени. Для нормаль­ного существования, чтобы не ощущать себя изолированным

 

от мира, человеку нужен шум в 10—20 дБ. Это шум листвы, парка или леса. Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность: разговорная речь — 50—60 дБ, автосирена — 100 дБ, шум двигателя легкового автомобиля — 80 дБ, громкая музыка — 70 дБ, шум от движения трамвая — 70—80 дБ, шум в обычной квартире — 30—40 дБ.

К физическим характеристикам шума относятся: частота, звуковое давление, уровень звукового давления.

По частотному диапазону шумы подразделяются на низко­частотные — до 350 Гц, среднечастотные — 350—800 Гц и вы­сокочастотные — выше 800 Гц.

По характеру спектра шумы бывают широкополосные, с непрерывным спектром и тональные, в спектре которых име­ются слышимые тона.

По временным характеристикам различаются постоянные шумы, прерывистые, импульсные и колеблющиеся во времени. Источники шума многообразны. Разные источники по­рождают разные шумы. Это аэродинамичные шумы самоле­тов, рев дизелей, удары пневматического инструмента, коле­бания всевозможных конструкций, громкая музыка и многое

другое.

Интенсивный шум на производстве способствует сниже­нию внимания и увеличению числа ошибок при выполнении работы; исключительно сильное влияние оказывает шум на быстроту реакции, сбор информации и аналитические процес­сы; из-за шума снижается производительность труда и ухудша­ется качество работы.

Шум оказывает влияние на весь организм человека: угне­тает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и частоты пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникнове­нию сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической бо­лезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.

Шум с уровнем звукового давления до 30—35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40—70 дБ в условиях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувст­вия, и при длительном действии может быть причиной невро­зов. Воздействие шума уровня свыше 75 дБ может привести к потере слуха — профессиональной тугоухости. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв бара-

 

барабанных перепонок, а при ещё более высоких (более 160 дБ) – и смерть.

Специфическое шумовое воздействие, сопровождающееся повреждением слухового анализатора, проявляется медленно прогрессирующим снижением слуха. У некоторых лиц серьёзное шумовое повреждение слуха может наступить в первые месяцы воздействия, у других потеря слуха развивается постепенно, в течении всего периода работы на производстве. Снижение слуха на 10 дБ практически не ощутимо, на 20 дБ – начинает серьёзно мешать человеку, так как нарушается способность слышать важные звуковые сигналы и наступает ослабление разборчивости речи.

Критерием профессионального снижения слуха принят показатель средней арифметической величины снижения слуха в речевом диапазоне равной 11дБ и более. Помимо патологии органа слуха при воздействии шума наблюдаются отклонения в состоянии вестибулярной функции, а также общие неспецифические изменения в организме: головные боли, головокружение, боли в области сердца и желчного пузыря, повышение артериального давления, изменение кислотности желудочного сока. Шум вызывает снижение функции защитных систем и общей устойчивости организма к внешним воздействиям. Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТом 12.1.003-83 с дополнениями 1989 г. И санитарными нормами (СН) 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Инфразвук. Упругие волны с частотой менее 16 Гц называются инфразвуком. Медицинские исследования показали опасность инфразвуковых колебаний для живых организмов. Невидимые и неслышимые волны вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха. Особенно опасен инфра звук с частотой около 8 Гц из-за его возможного резонансного совпадения с ритмом биотоков мозга.

Инфразвук вреден во всех случаях: слабый – действует на внутреннее ухо и вызывает симптомы морской болезни, сильный – заставляет внутренние органы вибрировать, вызывает их повреждение и даже остановку сердца. При колебаниях средней интенсивности 110 – 150 дБ наблюдаются внутренние расстройства

 

102 Гл. 5. Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

ние расстройства органов пищеварения и мозга с самыми раз­личными последствиями, обмороками, общей слабостью. Инфразвук средней силы может вызвать слепоту.

Наиболее мощными источниками инфразвука являются реактивные двигатели. Двигатели внутреннего сгорания также генерируют инфразвук. Естественные источники инфразвука — ветрер и волны, которые действуют на разнообразные природ­ные объекты и сооружения.

В обычных условиях городской и производственной среды уровни инфразвука невелики, но даже слабый инфразвук от городского транспорта входит в общий шумовой фон и служит одной из причин нервной усталости жителей больших городов.

Уровень инфразвука в условиях городской среды и на ра­бочих местах ограничивается санитарными нормами.

Ультразвук. Упругие колебания с частотой более 16 000 Гц называются ультразвуком. Мощные ультразвуковые колеба­ния с частотой 18—30 кГц и высокой интенсивности использу­ются в производстве для технологических целей (очистка дета­лей, сварка, пайка металлов, сверление). Более слабые ульт­развуковые колебания используются в дефектоскопии, в диа­гностике, для исследовательских целей.

Под влиянием ультразвуковых колебаний в тканях организма происходят сложные процессы: образование внутритка­невого тепла в результате трения частиц между собой, расши­рение кровеносных сосудов и усиление кровотока по ним, уси­ление биохимических реакций, раздражение нервных окончаний.

Эти свойства ультразвука используются в ультразвуковой терапии на частотах 800—1000 кГц при невысокой интенсив­ности 80—90 дБ, улучшающей обмен веществ и снабжение

тканей кровью.

Повышение интенсивности ультразвука и увеличение дли­тельности его воздействия могут приводить к чрезмерному на­греву биологических структур и их повреждению, что сопро­вождается функциональным нарушением нервной, сердечнососудистой и эндокринной систем, изменением свойств и со­става крови. Ультразвук может разрывать молекулярные связи, — так, молекула воды распадается на свободные радикалы ОН и Н, что является причиной окисляющего действия ульт­развука. Таким же образом происходит расщепление ультра­звуком высокомолекулярных соединений. Поражающее действие ультразвук оказывает при интенсивности 120 дБ.

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания 103

При непосредственном контакте человека со средами, по которым распространяется ультразвук, возникает его контакт­ное действие на организм человека. При этом поражается пе­риферическая нервная система и суставы в местах контакта, нарушается капиллярное кровообращение в кистях рук, сни­жается болевая чувствительность. Установлено, что ультра­звуковые колебания, проникая в организм, могут вызвать серьез­ные местные изменения в тканях — воспаление, кровоизлияния, некроз (гибель клеток и тканей). Степень поражения зависит от интенсивности и длительности действия ультразвука, а также от присутствия других негативных факторов.

Ударная волна. Ударная волна оказывает прямое воздейст­вие в результате избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна мгновенно охватывает его и подвергает сильному сжа­тию в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления воспринимается живым организмом как резкий удар. Скоростной напор при этом создает значительное лобовое дав­ление, которое может привести к перемещению тела в про­странстве. Косвенные поражения людей и животных могут про­изойти в результате ударов осколков стекла, шлака, камней, дерева и других предметов, летящих с большой скоростью.

Степень воздействия ударной волны зависит от мощности взрыва, расстояния, метеоусловий, местонахождения (в зда­нии, на открытой местности) и положения человека (лежа, сидя, стоя) и характеризуются легкими, средними, тяжелы­ми и крайне тяжелыми травмами.

Избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа и менее для людей и животных, расположенных вне укрытий, считается безопасным. Легкие поражения наступают при из­быточном давлении 20—40 кПа. Они выражаются кратковре­менными нарушениями функций организма (звоном в ушах, головокружением, головной болью), возможны вывихи, ушибы. Поражения средней тяжести возникают при избыточ­ном давлении 40—60 кПа. При этом могут быть вывихи ко­нечностей, контузии головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей.

Тяжелые контузии и травмы возникают при избыточном давлении 60—100 кПа. Они характеризуются выраженной контузией всего организма, переломами костей, кровотече­ниями из носа и ушей; возможно повреждение внутренних ор-

 

 

S.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания

 

ганов и внутреннее кровотечение. Крайне тяжелые контузии и травмы возникают у людей при избыточном давлении более 100 кПа — разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга с длительной по­терей сознания. Разрывы наблюдаются в органах, содержа­щих большое количество крови (печени, селезенке, почках), наполненных газом (легких, кишечнике), имеющих полости, наполненные жидкостью (головном мозге, мочевом и желч­ном пузырях). Эти травмы могут привести к смертельному ис­ходу.

Радиус поражения обломками зданий, особенно осколка­ми стекол, разрушающихся при избыточном давлении 2—7 кПа, может превысить радиус непосредственного поражения

ударной волной.

Воздушная ударная волна действует на большие расстоя­ния. Полное повреждение лесного массива наблюдается при избыточном давлении более 50 кПа. Деревья при этом выры­ваются с корнем, ломаются и отбрасываются, образуются сплошные завалы. При избыточном давлении 30—50 кПа по­вреждается около 50% деревьев, а при избыточном давлении 10—30 кПа — до 30%. Молодые деревья более устойчивы, чем старые.

5.3.3. Электромагнитные поля и излучения Существование человека в любой среде связано с воздей­ствием на него и среду обитания электромагнитных полей. В случаях неподвижных электрических зарядов люди имеют, дело с электростатическими полями. При трении диэлектриков на их поверхности появляются избыточные заряды, на сухих руках накапливаются электрические заряды, создающие по­тенциал до 500 U. Земной шар заряжен отрицательно так, что между поверхностью Земли и верхними слоями атмосферы разность потенциалов составляет 400 000 U. Это электроста­тическое поле создает между двумя уровнями, отстоящими на рост человека, разность потенциалов порядка 200 U, однако человек этого не ощущает, так как хорошо проводит электри­ческий ток и все точки его тела находятся под одним потенци­алом.

При движении облака заряжаются в результате трения.

Различные части грозового облака несут заряды различных

знаков. Чаще всего нижняя часть облака заряжена отрицатель­но, а верхняя — положительно. Если облака сближаются раз­ноименно заряженными частями, между ними проскакивает молния — электрический разряд. Проходя над землей, грозо­вое облако создает на ее поверхности большие наведенные за­ряды. Разность потенциалов между облаком и землей достига­ет огромных значений, измеряемых сотнями миллионов вольт, и в воздухе возникает сильное электрическое поле. При благоприятных условиях происходит пробой. Молния иногда поражает людей и вызывает пожары.

Наряду с естественными статическими электрическими полями в условиях техносферы и в быту человек подвергается воздействию искусственных статических электрических полей. Они обусловлены все более возрастающим применени­ем различных полимерных материалов, являющихся диэлект­риками, для изготовления предметов домашнего обихода, обуви:» одежды, строительных деталей, аппаратуры, инстру­ментов, для отделки интерьеров жилых и общественных зда­ний.

При трении диэлектриков, в результате разделения заря­дов, на их поверхности могут появляться значительные не-скомпенсированные положительные или отрицательные заря­ды. Величина заряда определяется видом диэлектрика. Осо­бенно сильно, например, электризуется полиэтилен.

Электрические поля от избыточных зарядов на предметах, одежде, на теле оказывают большую нагрузку на нервную сис­тему человека. Исследования показывают, что наиболее чув­ствительны к электростатическим полям центральная нервная система и сердечно-сосудистая. Установлено также благотвор­ное влияние на самочувствие человека снятия избыточного электростатического заряда с его тела (заземление, хождение босиком).

При функциональных заболеваниях нервной системы при­меняют лечение постоянным электрическим полем. Под дей­ствием внешнего строго дозированного электрического поля происходит протекание зарядов в тканях организма, что способ­ствует улучшению окислительно-восстановительных процессов, а также лучшему использованию кислорода, заживлению ран.

Постоянные магнитные поля в обычных условиях не пред­ставляют опасности для человека и находят применение в раз­личных приборах магнитотерапии.

 

 

Гл. 5.

Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

При ускоренном движении электрических зарядов возни­кают электромагнитные волны. Электромагнитные волны — это взаимосвязанное распространение в пространстве изменя­ющихся электрического и магнитного полей. Совокупность этих полей, неразрывно связанных друг с другом, называется электромагнитным полем (ЭМП). Несмотря на то что длина электромагнитных волн и их свойства различны, все они, на­чиная от радиоволн и заканчивая у-излучением, — одной фи­зической природы.

Исследованный в настоящее время диапазон электромаг­нитных волн состоит из волн с длинами, соответствующими частотам от 103 до 1024 Гц. По мере убывания длины волны в диапазон включаются радиоволны, инфракрасное излучение,, видимый свет (световые лучи), ультрафиолетовое, рентгенов­ское и у-излучение.

Источниками электромагнитных полей являются атмо­сферное электричество, космические лучи, солнце, а также искусственные источники: различные генераторы, трансфор­маторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров и т.д. На предприятиях источ­никами электромагнитных полей промышленной частоты могут быть высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), из­мерительные приборы, устройства защиты и автоматики, со­единительные шины и другое оборудование.

Спектр электромагнитных полей включает низкие частоты до 3 Гц, промышленные частоты от 3 до 300 Гц, радиочастоты от 30 Гц до 300 МГц, а также относящиеся к радиочастотам ультравысокие частоты (УВЧ) от 300 до 3000 МГц и сверхвы­сокие частоты (СВЧ) от 3000 МГц до 300 ГГц.

Электромагнитное излучение радиочастот широко исполь­зуется в связи, телерадиовещании, медицине, радиолокации, радионавигации и др.

Электромагнитная волна, распространяясь в неограни­ченном пространстве со скоростью света, создает переменное электромагнитное поле, которое способно воздействовать на заряженные частицы и токи, в результате чего происходит превращение энергии поля в другие виды энергии.

Количественной характеристикой электромагнитного поля является напряженность электрического поля (Е) (размер­ность — вольт на метр, или сокращенно В/м) и напряжен­ность магнитного поля {Н) (размерность — ампер на метр, или сокращенно, А/м).

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания ЮТ

Перемещенные электромагнитные поля способны оказы­вать негативное воздействие человека. Последствия такого воздействия зависят от напряженности электрического и маг­нитного полей, частоты излучения, плотности тока энергии, размера облучаемой поверхности тела человека и индивидуаль­ных способностей его организма. Ткани человеческого орга­низма поглощают энергию электромагнитного поля, в резуль­тате чего происходит нагрев тела. Интенсивнее всего электро­магнитные поля влияют на органы и ткани с большим содер­жанием воды: мозг, желудок, желчный и мочевой пузырь, почки. При воздействии электромагнитного поля на глаза воз­можно помутнение хрусталика (катаракта).

Как известно, человеческий организм обладает свойством терморегуляции, т.е. поддержания постоянной температуры тела. При нагреве человеческого организма в электромагнит­ном поле происходит отвод избыточной теплоты до плотности потока энергии I=10 мВт/см². Эта величина называется теп­ловым порогом, начиная с которого система терморегуляции не справляется с отводом генерируемого тепла, происходит пере­грев организма человека, что негативно сказывается на его здоровье.

Воздействие электромагнитных полей с интенсивностью, меньшей теплового порога, также небезопасно для здоровья. Оно нарушает функции сердечно-сосудистой системы, ухуд­шает обмен веществ, приводит к изменению состава крови, снижает биохимическую активность белковых молекул. При длительном воздействии на работающих электромагнитного излучения различной частоты возникают повышенная утомля­емость, сонливость или нарушение сна, боли в области серд­ца, торможение рефлексов и т.д.

Действию электромагнитных полей промышленной, часто­ты человек подвергается в производственной, городской и бы­товой зонах. Санитарными нормами установлены предельно допустимые уровни напряженности электрического поля внут­ри жилых зданий, на территории жилой зоны. Люди, стра­дающие от нарушений сна и головных болей, должны перед сном убирать или отключать от сети электрические приборы, генерирующие электромагнитные поля.

Нормирование ЭМП промышленной частоты осуществля­ют по предельно допустимым уровням напряженности элект-

 

108 Гл. 5. Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

рического и магнитных полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем.

Пребывание в электрическом поле (ЭП) напряженностью до 5 кВ/м включительно допускается в течение всего рабочего дня. Время пребывания в ЭП напряженностью 5—20 кВ/м оп­ределяется по формуле:

Т=50 / Е -2

где Е — напряженность воздействующего ЭП в контролируе­мой зоне, кВ/м.

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализо­вано одноразово или дробно в течение всего рабочего дня. В остальное рабочее время напряженность ЭП не должна превы­шать 5 кВ/м. При напряженности ЭП 20—25 кВ/м время пре­бывания персонала в ЭП не должно превышать 10 мин. Пре­дельно допустимый уровень напряженности ЭП устанавлива­ется равным 25 кВ/м.

В качестве предельно допустимых уровней приняты сле­дующие значения напряженности электрического поля:

— внутри жилых зданий — 0,5 кВ/м;

— на территории жилой застройки — 1 кВ/м;

— в населенной местности вне зоны жилой застройки, а
также на территории огородов и садов — 5 кВ/м;

— в труднодоступной местности и на участках, специально вы­
гороженных для исключения доступа населения, — 20 кВ/м.

В современной жизни прочное место заняли компьюте­ры, без которых невозможно представить не только трудовую, но и другие сферы деятельности. Первые персональные ком­пьютеры появились в мире в 1975 г.

Если говорить о безопасности труда, то следует иметь в виду, что на здоровье пользователей прежде всего влияют по­вышенное зрительное напряжение, психологическая пере­грузка, длительное неизменное положение тела в процессе ра­боты с компьютером и воздействие электромагнитных полей, кото-рос является наиболее опасным и коварным, так как действует незаметно и проявляется не сразу. Исследованиями Центра электромагнитной безопасности наиболее распространенных на нашем рынке компьютеров установлено, что "уровень ЭВМ

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания 109

в зоне размещения пользователя превышает биологически опасный уровень".

Последствиями регулярной работы с компьютером без применения защитных мер являются:

— заболевания органов зрения (60% пользователей);

— болезни сердечно-сосудистой системы (60%);

— заболевания желудочно-кишечного тракта (40%);

— кожные заболевания (10%);

— различные опухоли, прежде всего мозга.

Особенно опасно электромагнитное излучение компьюте­ра для детей и беременных женщин. Установлено, что у беременных женщин, работающих с дисплеями на электронно-лу­чевых трубках, с 90% -ной вероятностью в 1,5 раза чаще случа­ются выкидыши и в 2,5 раза чаще появляются на свет дети с врожденными пороками.

При работе с компьютером для сохранения здоровья необ­ходимо неукоснительно соблюдать требования правил и рекомендаций по защите от вредных воздействий, установленных в государственных стандартах (ГОСТ Р 50923-96, ГОСТ 50948-96, ГОСТ Р 50949-96).

Электромагнитные излучения оптического диапазона. Элек­тромагнитные волны в диапазоне от 400 до 760 нм называются световыми. Они действуют непосредственно на человеческий глаз, производя специфическое раздражение его сетчатой обо­лочки, которое приводит к световому восприятию. Тесно примыкают к видимому спектру электромагнитные волны с длиной волны менее 400 нм — ультрафиолетовое излучение, и с длиной волны более 760 нм — инфракрасное излучение. Все эти виды излучения не имеют принципиального различия по своим физическим свойствам и относятся к оптическому диа­пазону электромагнитных волн. Человеческий организм при­способился к восприятию естественного светового излучения и выработал средства защиты при превышении интенсивности излучения допустимого уровня: сужение зрачка, уменьшение чувствительности за счет перестройки восприятия.

Современные технические средства позволяют усиливать оптическое излучение, уровень которого может значительно превышать адаптационные возможности человека. С 60-х гг. XX в- в нашу жизнь вошли оптические квантовые генераторы, или лазеры.

 

 

110 Гл. 5. Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

Лазер — устройство, генерирующее направленный пучок электромагнитного излучения оптического диапазона. Широ­кое применение лазеров обусловлено возможностью получить большую мощность, монохроматичностью излучения, малой расходимостью луча (при освещении лазером с земли спутника на высоте 1000 км образуется пятно света диметром всего 1,2 м). Лазеры применяются в системах связи, навигации, в техноло­гии обработки материалов, медицине, контрольно-измери­тельной и военной технике и во многих других областях. В зависимости от используемого активного элемента лазеры оп­тического диапазона генерируют излучение от ультрафиолето­вой до дальней инфракрасной области. Так, азотный лазер ге­нерирует излучение в ультрафиолетовой области, аргоновый — в сине-зеленой области спектра, а рубиновый — в красной, лазер на двуокиси углерода — в инфракрасной области.

По режиму работы лазеры делятся на импульсные и непре­рывного действия. Лазеры могут быть малой и средней мощ­ности, мощные и сверхмощные. Большую мощность легче получить в импульсном режиме. Для обработки материалов в технологических установках в импульсе длительностью поряд­ка миллисекунд излучается энергия от единиц до десятков джоулей. За счет фокусировки достигается высокая плотность энергии и возможность точной обработки материалов (резка, прошивка отверстий, сварка, термообработка).

Под действием лазерного излучения происходит быстрый нагрев, плавление и вскипание жидких сред, что особенно опасно для биологических тканей. Наиболее уязвимы глаза и кожа. Непрерывное лазерное излучение оказывает в основном тепловое действие, приводящее к свертыванию белка и испа­рению тканевой жидкости. В импульсном режиме возникает ударная волна, импульс сжатия вызывает повреждение глубо­ко лежащих органов, сопровождающееся кровоизлияниями. Лазерное излучение оказывает негативное воздействие на био­химические процессы. В зависимости от энергетической плот­ности облучения возможно временное ослепление или терми­ческий ожог сетчатки глаз, в инфракрасном диапазоне — по­мутнение хрусталика.

Повреждение кожи лазерным излучением имеет характер термического ожога с четкими границами, окруженными не­большой зоной покраснения. Могут проявиться вторичные эффекты — реакция на облучение: сердечно-сосудистые рас-

стройства и расстройства центральной нервной системы, из­менения в составе крови и обмене веществ.

Предельно допустимые уровни интенсивности лазерного облучения зависят от характеристик излучения (длины волны, длительности и частоты импульсов, длительности воздейст­вия) и устанавливаются таким образом, чтобы исключить воз­никновение биологических эффектов для всего спектрального диапазона и вторичных эффектов для видимой области длин волн.

Эксплуатация лазеров должна осуществляться в отдельных помещениях, снабженных вентиляцией, удаляющей вредные газы и пары с рабочего места. Ограждения и экраны должны предохранять окружающих от прямых и отраженных лазерных лучей.

Ультрафиолетовое излучение не воспринимается органом зрения. Жесткие ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 нм задерживаются слоем озона в атмосфере. Основ­ная часть лучей с длиной волны более 290 нм, вплоть до види­мой области, поглощается внутри глаза, особенно в хрустали­ке, и лишь ничтожная их доля доходит до сетчатки. Ультра­фиолетовое излучение поглощается кожей, вызывая покрасне­ние (эритому) и активизируя обменные процессы и тканевое дыхание. Под действием ультрафиолетового излучения в коже образуется меланин, воспринимающийся как загар и защи­щающий организм от избыточного проникновения ультрафио­летовых лучей.

Ультрафиолетовое излучение может привести к свертыва­нию (коагуляции) белков, и на этом основано его бактери­цидное действие. Профилактическое облучение помещений и людей строго дозированными лучами снижает вероятность ин­фицирования. Недостаток ультрафиолета неблагоприятно от­ражается на здоровье, особенно в детском возрасте. От недо­статка солнечного облучения у детей развивается рахит, у шах­теров появляются жалобы на общую слабость, быструю утомля­емость, плохой сон, отсутствие аппетита. Это связано с тем, что под влиянием ультрафиолетовых лучей в коже из провита­мина образуется витамин Д, регулирующий фосфорокалиевый обмен. Отсутствие витамина Д приводит к нарушению обмена веществ. В таких случаях (например, во время полярной ночи на Крайнем Севере) применяется искусственное облучение ультрафиолетом как в лечебных целях, так и для общего зака­ливания организма.

 

 

Гл. 5.

Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

Избыточное ультрафиолетовое облучение во время высо­кой солнечной активности вызывает воспалительную реакцию кожи, сопровождающуюся зудом, отечностью, иногда обра­зованием пузырей и рядом изменений в коже и в более глубоко расположенных органах. Длительное действие на организм ультрафиолетовых лучей ускоряет старение кожи, создает ус­ловия для злокачественного перерождения клеток.

Ультрафиолетовое излучение от мощных искусственных источников (светящаяся плазма сварочной дуги, дуговой лампы, дугового разряда короткого замыкания и т.п.) вызывает острые поражения глаз — электроофтальмию. Через несколько часов после действия ультрафиолетовых лучей появляется сле­зотечение, спазм век, резь и боль в глазах, покраснение и воспаление кожи и слизистой оболочки век. Подобное явление наблюдается также в снежных горах из-за высокого содержания ультрафиолета в солнечном свете.

В производственных условиях санитарными нормами ус­танавливаются допустимые уровни интенсивности ультрафио­летового облучения. При работе с ультрафиолетом обязатель­ным является применеие защитных средств (очков, масок,

экранов).

Инфракрасное излучение производит тепловое действие.

Инфракрасные лучи довольно глубоко (до 4 см) проникают в ткани организма, повышают температуру облучаемого участка кожи, а при интенсивном облучении всего тела повышают его температуру и вызывают резкое покраснение кожных покро­вов. Чрезмерное воздействие инфракрасных лучей (вблизи от мощных источников тепла, в период высокой солнечной ак­тивности) при повышенной влажности может вызвать нару­шение терморегуляции — острое перегревание или тепловой удар. Тепловой удар — клинически тяжелый симптомокомплекс, характеризующийся головной болью, головокружени­ем, учащением пульса, затемнением или потерей сознания, нарушением координации движений, судорогами. Первая по­мощь при тепловом ударе требует удаления от источника излу­чения, охлаждения, создания условий для улучшения крово­снабжения головного мозга, врачебной помощи.

5.3.4. Ионизирующие излучения

Ионизирующими называют излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических за-

 

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания

рядов разного знака. Энергию частиц ионизирующего излуче­ния измеряют во внесистемных единицах — электрон-вольтах (эВ).

1эВ = 1,6 х 1<10^-19 Дж.

Источники ионизирующих излучений широко использу­
ются в технике, химии, медицине, сельском хозяйстве и дру­
гих областях, например при измерении плотности почв, обна­
ружении течей в газопроводах, измерении толщины листов,
труб и стержней, антистатической обработке тканей, полиме­
ризации пластмасс, радиационной терапии злокачественных
опухолей и т.д.

Различают два вида ионизирующих излучений: корпуску­лярное и фотонное.

Корпускулярное ионизирующее излучение — поток эле­ментарных частиц с массой покоя, отличной от нуля, образу­ющихся при радиоактивном распаде, ядерных превращениях либо генерируемых на ускорителях. К нему относятся: а- и β-частицы, нейтроны (n), протоны (р) и др.

Альфа (а)-излучение представляет собой поток ядер гелия, обладающих большой скоростью. Эти ядра имеют массу 4 и заряд +2. Они образуются при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. В настоящее время известно более 120 искусственных и естественных а-радиоактивных ядер, ко­торые, испуская а-частицу, теряют 2 протона и 2 нейтрона.

Энергия а-частиц не превышает нескольких МэВ (мега электрон-вольт). Излучаемые а-частицы движутся практиче­ски прямолинейно со скоростью примерно 20 000 км/с.

β⁺-излучение представляет собой поток электронов (β ^--излучение или чаще всего просто β-излучение) или позитронов (β-излучение), возникающих при радиоактивном распаде. В настоящее время известно около 900 β-радиоактивных изотопов.

Масса β-частиц в несколько десятков тысяч раз меньше массы а-частиц.

Нейтронное излучение представляет собой поток ядерных частиц, не имеющих электрического заряда. Масса нейтрона приблизительно в 4 раза меньше массы а-частиц. В зависи­мости от энергии различают медленные нейтроны (с энергией менее 1 КэВ — кило-электрон-вольт = 10³ эВ), нейтроны про­межуточных энергий (от 1 до 500 КэВ) и быстрые нейтроны (от 500 КэВ до 20 МэВ).

 

Фотонное излучение — поток электромагнитных колеба­ний, которые распространяются в вакууме с постоянной ско­ростью 300 000 км/с. К нему относятся гамма-излучение (у-излучение), характеристическое, тормозное и рентгеновское излучение.

Все виды излучения характеризуются по их ионизирующей

и проникающей способности.

Ионизирующая способность излучения определяется удельной ионизацией, т.е. числом пар ионов, создаваемых частицей в единице объема массы среды или на единице длины пути. Излучения различных видов обладают различной иони­зирующей способностью.

Проникающая способность излучения определяется вели­чиной пробега. Пробегом называется путь, пройденный час­тицей в веществе до ее полной остановки, обусловленной тем или иным видом взаимодействия.

а-частицы обладают наибольшей ионизирующей способ­ностью и наименьшей проникающей способностью. Их удель­ная ионизация изменяется от 25 до 60 тыс. пар ионов на 1 см пути в воздухе. Длина пробега этих частиц в воздухе составляет несколько сантиметров, а в мягкой биологической ткани — несколько десятков микрон.

(3-излучение имеет существенно меньшую ионизирующую и большую проникающую способность. Средняя величина удельной ионизации в воздухе составляет около 100 пар ионов на 1 см пути, а максимальный пробег достигает несколько метров при больших энергиях.

Наименьшей ионизирующей способностью и наибольшей проникающей способностью обладают фотонные излучения. Высокая энергия (0,01—3 МэВ) и малая длина волны обуслов­ливают большую проникающую способность у-излучения. у-лучи не отклоняются в электрических и магнитных полях.

Рентгеновское излучение может быть получено в специ­альных рентгеновских трубах, в ускорителях электронов, в среде, окружающей источник (3-излучения. Рентгеновские лучи представляют собой один из видов электромагнитного излучения. Энергия его обычно не превышает 10 МэВ.

Рентгеновское излучение, как и у-излучение, обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной про­никновения.

Открытие ионизирующего излучения связано с именем французского ученого А.Беккереля. В 1896 г. он обнаружил следы каких-то излучений, оставленных минералом, содер­жащим уран, на фотографических пластинках. В 1898 г. Мария Кюри и ее муж Пьер Кюри установили, что после излу­чений уран самопроизвольно последовательно превращается в другие элементы. Этот процесс превращения одних элементов в другие, сопровождающийся ионизирующим излучением, Мария Кюри назвала радиоактивностью, Так была открыта естественная радиоактивность, которой обладают элементы с нестабильными ядрами.

Чтобы понять, как возникает излучение, необходимо вспомнить сведения из атомной физики.

Согласно планетарной модели атома, предложенной, в 1911 г. английским физиком Э. Резерфордом, ядро атома состоит из положительных протонов и нейтральных нейтронов. Вокруг ядра вращаются по своим орбитам отрицательно заря­женные электроны. Заряд ядра равен суммарному заряду элек­тронов, т.е. атом электрически нейтрален.

Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одинаковое число протонов, но количество нейтронов в них может быть разным.

Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разновид­ностям одного и того же химического элемента и называются изотопами. Чтобы отличить их друг от друга, к символу эле­мента приписывают число, равное сумме всех частиц в ядре данного изотопа. Так, уран-238 содержит 92 протона и 238-92=146 Нейтронов; в уране-235 тоже 92 протона, но 235— 92=143 нейтрона. Протоны и нейтроны имеют общее название "нуклоны".

Полное число нуклонов называется массовым числом А и является мерой стабильного ядра. Чем ближе расположен эле­мент к концу таблицы Менделеева, тем больше А, тем больше нейтронов в ядре и тем менее устойчивы эти ядра.

Ядра всех изотопов образуют группу нуклидов. Некоторые нуклиды стабильны, т.е. при отсутствии внешнего воздейст­вия не претерпевают никаких превращений. Большинство же нуклидов нестабильны, они все время превращаются в другие нуклиды.

Электроны располагаются на орбитах в строгой последова­тельности — на ближайшей к ядру орбите может находиться не

 

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания

 

более 2 электронов, на следующей — не более 4, на третьей — 8, затем — 16, 32... и т.д. Эти условия постулировал в 1913 г. датский физик Н. Бор. Затем они были подтверждены экспериментами.

Энергия атома дискретна. Переход атома из одного состо­яния в другое происходит скачкообразно с излучением или по­глощением строго фиксированной порции энергии — кванта. Этот термин ввел основоположник квантовой теории М. Планк.

Электроны могут переходить с одной орбиты на другую и покидать атом. Сложные процессы, происходящие внутри атома, сопровождаются высвобождением энергии в виде излу­чения. Можно сказать, что испускание ядром двух протонов и двух нейтронов — это а-излучение, испускание электрона — р-излучение.

Если нестабильный нуклид оказывается перевозбужден­ным, он выбрасывает порцию чистой энергии, называемую

7-излучением (у-квантом).

Процесс самопроизвольного распада нуклида называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид — радионуклидом; Уровень нестабильности радионуклидов неодинаков: одни рас­падаются очень быстро, другие — очень медленно. Время, в течение которого распадается половина всех радионуклидов данного типа, называется периодом полураспада. Например, период полураспада урана-238 равен 4,47 млрд лет, а протак-тиния-234 — всего чуть больше одной минуты.

Под воздействием ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярной связи и изменение хи­мической структуры соединений, что в свою очередь приводит

к гибели клеток.

Еще более существенную роль в формировании биологи­ческих последствий играют продукты радиолиза воды, которая составляет 60—70% массы биологической ткани. Под действи­ем ионизирующего излучения на воду образуются свободные радикалы Н и ОН, а в присутствии кислорода — также свобод­ный радикал гидропероксида (HO ₂) и пероксида водорода (Н ₂ О₂), являющиеся сильными окислителями. Продукты ра­диолиза вступают в химические реакции с молекулами тка­ней, образуя соединения, несвойственные здоровому орга-

низму. Это приводит к нарушению отдельных функций или систем, а также жизнедеятельности организма в целом.

Нарушения биологических процессов могут быть либо об­ратимыми, когда нормальная работа клеток облученной ткани полностью восстанавливается, либо необратимыми, ведущи­ми к поражению отдельных органов или всего организма и воз­никновению лучевой болезни.

Различают две формы лучевой болезни — острую и хрони­ческую.

Острая форма возникает в результате облучения большими дозами в короткий промежуток времени. При дозах порядка 1000 бэр поражение организма, как правило, бывает мгно­венным ("смерть под лучом"). Острая лучевая болезнь может возникнуть и при попадании внутрь организма больших коли­честв радионуклидов.

Хронические поражения развиваются в результате систе­матического облучения дозами, превышающими предельно допустимые (ПДД).

Изменения в состоянии здоровья называются соматически­ми эффектами, если они проявляются непосредственно у облу­ченного лица, и наследственными, когда они проявляются у его потомства.

Различные дозы облучения действуют на человека по-раз­ному. Небольшие дозы переносятся сравнительно легко, так как организм успевает выработать новые клетки взамен погиб­ших. Однако большие дозы, превышающие некий предел, могут вызвать поражение — в этом случае организм не успевает вырабатывать новые клетки взамен погибших.

Считается, что доза облучения в 25—75 рад не принесет человеку вреда. Такую дозу он может безболезненно перенести, если получит ее в течение нескольких дней. Но полученная за это же время доза более 75 рад может вызвать лучевую болезнь. За больший промежуток времени (недели и месяцы) человек без особого вреда для организма способен перенести дозу го­раздо выше. Однако это допустимо только при условии, что организм получает высокую дозу облучения постепенно, не­большими порциями. Дозы облучения в 400—500 рад и выше приводят к тяжелому заболеванию со смертельным исходом.

В зависимости от дозы облучения различают четыре сте­пени лучевой болезни:

 

 

118 Гл. 5. Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

— 1-я (легкая) развивается при дозе в 100—200 рад. Она ха­
рактеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, крат­
ковременным головокружением, головной болью, повы­
шенной потливостью; признаки поражения проявляются
через 2—3 недели. При этом люди обычно не теряют тру­
доспособности;

— 2-я (средняя) — при дозе 200—300 рад. Признаки пораже­
ния проявляются более резко, наступают быстрее, проте­
кают болезненнее и лечатся медленнее. В большинстве
случаев люди временно теряют трудоспособность. Заболе­
вания в основном заканчиваются выздоровлением;

— 3-я (тяжелая) — при дозах свыше 400 рад. Первичные
признаки поражения проявляются, как правило, сразу
после облучения. Наблюдаются резкие головные боли, по­
давленное, угнетенное состояние, тошнота и многократная
рвота, понос, кровоизлияние во внутренние органы, в кожу
и слизистые оболочки, изменение состава крови, выпадение
волос, нарушение деятельности центральной нервной сис­
темы и половых желез. Выздоровление возможно при усло­
вии своевременного и эффективного лечения. Специали­
зированное лечение затягивается на несколько месяцев. При
отсутствии лечения смертность может достигать почти
100%.

У людей, перенесших лучевую болезнь, повышается ве­роятность развития злокачественных опухолей и заболеваний кроветворных органов.

Дозы однократного облучения более 700 рад вызывают лу­чевую болезнь IV степени, которая в большинстве случаев приводит к смертельному исходу. Поражение проявляется через несколько часов.

Доза облучения более 1000 рад вызывает молниеносную

смерть [4].

Дозиметрические величины и единицы их измерения. Дей­ствие ионизирующего излучения на вещество проявляется в ионизации и возбуждении атомов и молекул, входящих в со­став вещества. Количественной мерой этого воздействия слу­жит поглощенная доза Дп — это энергия, поглощенная едини­цей массы вещества, на которое действует поле излучения. С увеличением времени облучения доза всегда растет. При оди­наковых условиях облучения она зависит от состава вещества.

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания 119

 

 

Единица поглощенной дозы — грей (Гр) — названа в честь физика Грея; 1 Гр = 1 Дж/кг. На практике применяется также внесистемная единица: 1рад= 100 эгр/г= 1 • 10^-2Дж/кг = 0,01 Гр. Поглощенная доза излучения является основной физиче­ской величиной, определяющей степень радиационного воз­действия.

В качестве характеристики рентгеновского и у-излучений по эффекту ионизации используют так называемую "экспози­ционную дозу", которая является количественной оценкой ионизирующего действия поля. За единицу экспозиционной дозы рентгеновского и у-излучений принимают кулон на кило­грамм (Кл/кг). Это такая доза рентгеновского или у-излуче­ний, при воздействии которой на 1 кг сухого атмосферного воздуха при нормальных условиях образуются ионы, несущие 1 кл электричества каждого знака.

На практике еще используется внесистемная единица экс­позиционной дозы — рентген (Р). 1 рентген — экспозицион­ная доза рентгеновского или у-излучений, при которой в 0,001293 г (1 см³ воздуха при нормальных условиях) образуют­ся ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака, или IP = 2,58-10^-4 Кл/кг

КЛ/КГ.

Для оценки действий, производимых на живые организмы одинаковой поглощенной дозой различных видов излучений (а, р, у), устанавливают коэффициент качества излучения. Так, для у- и р -излучения он равен 1, для а-излучения — 20, а для нейтронов — 10. Для сравнения биологических эффектов вводится понятие эквивалентной дозы (Д_экв), определяемой равенством:

Д_экв= Д_п ·Q

где Д_п — поглощенная доза; Q — коэффициент качества.

Эквивалентная доза представляет собой меру биологиче­ского действия на данного конкретного человека, т.е. она яв­ляется индивидуальным критерием опасности, обусловлен­ным ионизирующим излучением.

В качестве единицы измерения эквивалентной дозы при­нят зиверт (Зв), в честь шведского радиолога Рольфа Зиверта; 13B=!Гр/Q=l Дж/кг.

1 Зв равен эквивалентной дозе излучения, при которой пог­лощенная доза равна 1 Гр при коэффициенте качества равном единице.

 

120 Гл. S. Воздействие негативных факторов на человека и сред обитания

Применяется также специальная единица эквивалентной дозы — бэр (биологический эквивалент рада). Бэром называется такое количество энергии, поглощенное 1 г биологической ткани, при котором наблюдается тот же биологический эф­фект, что и при поглощенной дозе излучения 1 рад рентгенов­ского и у-излучений, имеющих 6=1.

При коэффициенте качества равном единице 1 Зв = 1 Гр = 100 рад = 100 бэр = 100 Р.

Из этого можно сделать вывод, что эквивалентная, погло­щенная и экспозиционная дозы для людей, находящихся в средствах защиты на зараженной местности, практически равны.

Поглощенная, экспозиционная и эквивалентная дозы, отнесенные к единице времени, носят название мощности со­ответствующих доз. Выражается мощность в Зв/с. Поскольку время пребывания человека в поле излучения при допустимых уровнях измеряется, как правило, часами, предпочтительно выражать мощность эквивалентной дозы в микрозивертах в

час (мкЗв/ч).

Согласно заключению Международной комиссии по ра­диационной защите вредные эффекты у человека могут насту­пать при эквивалентных дозах не менее 1,5 Зв/год (150 бэр/год), а в случаях кратковременного облучения — при дозах выше 0,5 Зв(50 бэр).

Активность препарата определяется числом распадающих­ся атомов в единицу времени, т.е. скоростью распада ядер

радионуклида.

Единицей измерения активности является одно ядерное превращение в секунду. В системе единиц СИ она получила название беккерель (Бк).

За внесистемную единицу активности принята кюри (Кu) — активность такого числа радионуклида, в котором происходит 3,7 • 10¹⁰ актов распада в секунду. На практике широко пользу­ются производными Кu:

милликюри – 1 мКu=1·10 ^-3Кu;

микрокюри – 1 мкКu=1·10 ^-6Кu;

Под удельной активностью понимают активность, отне­сенную к единице массы или объема, например: Ки/г, Кu/л и т.д.

Основную часть облучения население Земли получает от есте­ственных источников. Естественные (природные) источники космического и земного происхождения создают естественный ра-

 

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания

диационный фон (ЕРФ). На территории России естественный фон создает мощность экспозиционной дозы порядка 40—200 мбэр/год. Излучение, обусловленное рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами, порождает искусственный ра­диационный фон (ИРФ), который в настоящее время в целом по земному шару добавляет к ЕРФ лишь 1—3%.

Сочетание ЕРФ и ИРФ образует радиационный фон (РФ), который воздействует на все население земного шара, имея относительно постоянный уровень.

Космические лучи представляют поток протонов и а-час-тиц, приходящих на Землю из мирового пространства. К естественным источникам земного происхождения относится из­лучение радиоактивных веществ, содержащихся в породах, почве, строительных материалах, воздухе, воде.

По отношению к человеку источники облучения могут находиться вне организма и облучать его снаружи. В этом случае говорят о внешнем облучении. Радиоактивные вещества могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище, в воде и попасть внутрь организма. Это вызывает внутреннее облуче­ние.

Средняя эффективная эквивалентная доза, получаемая человеком от внешнего облучения за год от космических лучей, составляет 0,3 мЗв, от источника земного происхождения — 0,35 мЗв.

В среднем примерно 60—70% эффективной эквивалент­ной дозы облучения, которую получает человек от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой, воздухом.

Наиболее весомым из всех естественных источников ра­диации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тя­желый газ радон (в 7,5 раза тяжелее воздуха). Радон и продукты его распада ответственны примерно за 3/4 годовой индивиду­альной эффективной эквивалентной дозы облучения, полу­чаемой населением от земных источников, и примерно за по­ловину этой дозы от всех источников радиации. В здания радон поступает с природным газом, с водой, с наружным воздухом, из стройматериалов и грунта под зданием.

Когда вы идете в поликлинику в рентгеновский кабинет, то должны хорошо знать и представлять, что флюорография грудной клетки приведет к одномоментной дозе 3,7 мЗв (370 мбэр). Еще большее облучение дает рентгеноскопия зуба —

 

t22 Гл. 5. Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

30 мЗв (3 бэр). А если задумали рентгеноскопию желудка, то вас ждет 300 мЗв (30 бэр) местного облучения. При полете на самолете вы получаете дополнительное облучение из-за того, что с увеличением высоты уменьшается толщина защитного слоя воздуха и человек становится более открытым для косми­ческих лучей. Так, при перелете на расстояние 2400 км доза облучения составляет 10 мкЗв (0,01мЗв или 1 мбэр), при пере­лете из Москвы в Хабаровск эта цифра уже составит 40—50

мкЗв (4—5мбэр).

Самым распространенным источником облучения являют­ся часы со светящимся циферблатом. Они дают такую же дозу облучения, какую получают работники предприятий атомной промышленности и экипажи воздушных судов.

Источником рентгеновского излучения являются цветные телевизоры. Если смотреть передачи в течение года ежедневно по 3 часа, это приведет к дополнительному облучению дозой

0,005 мЗв(0,5 мбэр).

Нормирование радиационной безопасности. Вопросы ра­диационной безопасности регламентируются Федеральным за­коном "О радиационной безопасности населения", "Нормами радиационной безопасности-99" (НРБ-99) и другими правилами и положениями. В законе о радиационной безопасности населения говорится: "Радиационная безопасность населения — состояние защищенности настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения"

(ст. 1).

"Граждане Российской Федерации, иностранные гражда­не и лица без гражданства, проживающие на территории Рос­сийской Федерации, имеют право на радиационную безопас­ность. Это право обеспечивается за счет проведения комплек­са мероприятий по предотвращению радиационного воздейст­вия на организм человека ионизирующего излучения выше установленных норм, правил и нормативов, выполнения гражданами и организациями, осуществляющими деятельность с использованием источников ионизирующего излучения, тре­бований к обеспечению радиационной безопасности" (ст. 22).

"Нормами радиационной безопасности-99" определены пределы мощности дозы излучения радиационного фона:

естественный — 5—20 мкбэр/ч (0,05—0,2 мкЗв/ч);

допустимый — 20—60 мкбэр/ч (0,2—0,6 мкЗв/ч);

повышенный — 60—120 мкбэр/ч (0,6—1,2 мкЗв/ч).

 

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания

Требования НРБ-99 обязательны для всех юридических лиц. Эти нормы являются основополагающим документом, регламентирующим требования закона РФ "О радиационной безопасности населения", и применяются во всех условиях воздействия на человека излучения искусственного или при­родного происхождения.

Основные принципы радиационной безопасности заклю­чаются в непревышении установленного основного дозового предела, исключении всякого необоснованного облучения и снижении дозы облучения до возможно низкого уровня. С целью реализации этих принципов на практике обязательно кон­тролируются дозы облучения, полученные персоналом при ра­боте с источниками ионизирующих излучений, работа прово­дится в специально оборудованных помещениях, используется защита расстоянием и временем, применяются различные средства коллективной ц индивидуальной защиты.

Безопасность работы с радиоактивными веществами и ис­точниками излучений предполагает научно обоснованную ор­ганизацию труда. Администрация предприятия обязана разра­ботать детальные инструкции, в которых должны быть изло­жены порядок проведения работ, учета, хранения и выдачи источников излучения, сбора и удаления радиоактивных отхо­дов, содержания помещений, меры личной профилактики, организация и порядок проведения радиационного (дозимет­рического) контроля.

Все работающие должны быть ознаком­лены с этими инструкциями, обучены безопасным методам работы и обязаны сдать соответствующий техминимум. Посту­пающие на работу должны проходить предварительный, а затем периодические медицинские осмотры.

Следует отметить, что организм не беззащитен в поле из­лучения. Существуют механизмы пострадиационного восста­новления живых структур. Поэтому до определенных пределов облучение не вызывает вредных сдвигов в биологических тка­нях. Если допустимые пределы повышены, то необходима поддержка организма (усиленное питание, витамины, физи­ческая культура, сауна и др.). При сдвигах в кроветворении применяют переливание крови. При дозах, угрожающих жизни (600—1000 рад) используют пересадку костного мозга.

При внутреннем переоблучении для поглощения или связыва­ния радионуклидов в соединения, препятствующие их отло­жению в органах человека, вводят сорбенты или комплексооб-

 

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на сред

 

разующие вещества. Для защиты от вредных воздействий ве­ществ применяют радиопротекторы.

Протекторы — это лекарственные препараты, повышаю­щие устойчивость организма к воздействию вредных веществ или физических факторов. Наибольшее распространение по­лучили радиопротекторы, т.е. лекарственные средства, повы­шающие защищенность организма от ионизирующих излуче­ний или снижающие тяжесть клинического течения лучевой

болезни.

Радиопротекторы действуют эффективно, если они введе­ны в организм перед облучением и присутствуют в нем в мо­мент облучения. Например, известно, что йод накапливается в щитовидной железе. Поэтому, если есть опасность попада­ния в организм радиоактивного йода I¹³¹, то заблаговременно вводят йодистый калий или стабильный йод. Накапливаясь в щитовидной железе, эти нерадиоактивные разновидности йода препятствуют отложению в ней опасного в радиоактивном от­ношениях йода I¹³¹. Защитный эффект, оцениваемый так на­зываемым "фактором защиты" (ФЗ), зависит от времени при­ема стабильного йода относительно начала попадания радио­активного вещества (РВ) в организм. При приеме йода за 6 часов до контакта с радиоактивным веществом ФЗ =100 раз. Если время контакта с РВ и время приема йода совпадают, ФЗ = 90 раз. Если йод вводится через 2 часа после начала контакта, то ФЗ = 10; если через 6 часов — ФЗ = 2.

Для защиты от стронция Cs¹³⁷, проникающего в костную ткань, рекомендуется употреблять продукты, содержащие кальций (фасоль, греча, капуста, молоко).

Радиопротекторы, снижающие эффект облучения, изго­товлены в виде специальных препаратов. Например, препарат РС-1 является радиопротектором быстрого действия, защит­ный эффект после его приема наступает через 40—60 мин и сохраняется в течение 4—6 часов. Препарат Б-190 — радио­протектор экстренного действия, радиозащитный эффект ко­торого наступает через 5—15 мин и сохраняется в течение часа. Препарат РДД-77 — радиопротектор длительного действия, его защитный эффект наступает через 2 суток и сохраняется

10—12 суток.

Существует много и других радиопротекторов, имеющих

различный механизм действия.

К числу технических средств защиты от ионизирующих излучений относятся экраны различных конструкций. В каче­стве средств индивидуальной защиты применяют халаты, ком­бинезоны, пленочную одежду, перчатки, пневмокостюмы, респираторы, противогазы. Для защиты глаз используют очки. Весь персонал должен иметь индивидуальные дозиметры.

Хранение, учет, транспортирование и захоронение радио­активных веществ должно осуществляться в строгом соответст­вии с правилами.

Защита от ионизирующих излучений представляет очень серьезную проблему и требует объединения усилий ученых и специалистов не только в рамках одной страны, но и в между­народном масштабе.

В конце 20-х гг. XX в. была создана Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), которая разраба­тывает правила работы с радиоактивными веществами. В Рос­сии имеется соответствующая национальная комиссия. В 1955 г. Генеральная Ассамблея ООН основала Научный комитет по действию атомной радиации (НКДАР) для оценки в мировом масштабе доз облучения, их эффекта и связанного с ними риска. В 1957 г. ООН учредила специальную организацию — Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), которое занимается проблемами международного сотрудниче­ства в области мирового использования атомной энергии. Одно из основных направлений деятельности МАГАТЭ — про­блема безопасности атомных станций.

5.3.5. Электрический ток

Электрический ток — это упорядоченное движение элект­рических зарядов. Сила тока в участке цепи прямо пропорци­ональна разности потенциалов, т.е. напряжению на концах участка, и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Прикоснувшись к проводнику, находящемуся под напря­жением, человек включает себя в электрическую цепь, если он плохо изолирован от земли или одновременно касается объ­екта с другим знаком потенциала. В этом случае через тело че­ловека проходит электрический ток.

Действие электрического тока на живую ткань носит раз­носторонний и своеобразный характер. Проходя через орга-

 

 

1 26 Гл. 5. Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

низм человека, электроток производит термическое, электро­литическое, механическое и биологическое действия.

Термическое действие тока проявляется ожогами отдель­ных участков тела, нагревом до высокой температуры орга­нов, расположенных на пути тока, вызывая в них значитель­ные функциональные расстройства. Электролитическое дей­ствие тока выражается в разложении органической жидкости, в том числе крови, в нарушении ее физико-химического со­става. Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта и мгновенного взрывоподобного образования пара, вырывающегося из тканевой жидкости и крови. Биологическое действие тока вызывает раздражение и возбуждение живых тка­ней организма, а также нарушение биологических процессов, происходящих внутри организма.

Характер и глубина воздействия электрического тока на организм человека зависят от силы и рода тока, времени его действия, пути прохождения через тело человека, его физи­ческого и психологического состояния. Так, сопротивление человека с сухой неповрежденной кожей в нормальных усло­виях составляет сотни килоом, но при неблагоприятных усло­виях может упасть до 1 килоома.

Пороговым (ощутимым) является ток около 1 миллиампе­ра (мА). Допустимым считается ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Величина тока зависит от скорости прохождения его через тело человека: при длительности действия более 10 с она составляет 2 мА, при 10 с и менее — 6 мА. При силе тока 12—15 мА че­ловек уже не в состоянии управлять своей мышечной системой и не может самостоятельно оторваться от источника тока. Такой ток называется неотпускающим. Действие тока свыше 25 мА на мышечную ткань ведет к параличу дыхательных мышц и остановке дыхания. При дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция (судорожное сокращение) сердца. Ток в 100 мА считается смертельным.

Переменный ток более опасен, чем постоянный. Немаловажное значение имеет и то, какими участками тела человек касается токоведущей части. Наиболее опасны те пути, при которых поражается головной или спинной мозг (голова — руки, голова — ноги), сердце и легкие (руки — ноги). Любые работы с электрическим током нужно вести вдали от заземлен-

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания 127¹

ных элементов оборудования (в том числе водопроводных труб,