Физические вредные и опасные факторы окружающей среды, влияющие на здоровье. Промышленная токсикология

    Основным документом, регламентирующим уровень вибрации на рабочих местах, является СН 2.2.4/2.1.8.566-96 “Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий”. В этом документе приведены предельно допустимые значения колебательной скорости, колебательного ускорения и их уровней в октавных и третьоктавных полосах частот для локальной и общей вибрации в зависимости от источника возникновения, направления действия.

  Способы защиты от вибрации и профилактика вибрационной болезни

    К способам борьбы с вибрацией относятся

- Уменьшение шума и вибрации в источнике их возникновения: совершенствование конструкции (расчёт фундамента, системы амортизаторов или виброизоляторов).

- Звукопоглощение и виброизоляция.

- Установка глушителей шума и вибрации, экранов, виброизоляторов.

- Рациональное размещение работающего оборудования и цехов.

- Применение средств индивидуальной защиты (для защиты от шума: беруши, наушники; для защиты от вибрации — виброгасящие рукавицы).

- Вынесение шумящих агрегатов и устройств от мест работы и проживания людей, зонирование.

    Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройство зрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3 – 3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4 – 6 Гц.

    Постоянное повышенное значение вибрации приводит к быстрой утомляемости, нарушению нервной системы, плохому сну, головной боли. Работа в условиях постоянной вибрации может приводить к возникновению вибрационной болезни. Вибрационная патология стоит на втором месте среди профессиональных заболеваний.

    Бич современного производства – локальная вибрация. Локальная вибрация вызывает главным образом спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов

  Допустимый уровень вибрации.

    Нормирование технологической вибрации как общей, так и локальной производится в зависимости от ее направления в каждой октавной полосе(1,6 — 1000 Гц) со среднеквадратическими виброскоростями (1,4 — 0,28)10−2м/сек, и логарифмическими уравнениями виброскорости (115—109 Дб), а также виброускорением (85 — 0,1 м/сек²). Нормирование общей технологической вибрации производится также в 1/3 октавных полосах частот (1,6 — 80 Гц).

 

4. Излучения.

  Излучение — процесс испускания и распространения энергии в виде волн и частиц.

    В подавляющем большинстве случаев под излучением понимают электромагнитное излучение, которое в свою очередь можно разделить по источникам излучения на тепловое излучение, излучение Вавилова-Черенкова, люминесценцию и т. д. Однако к данному понятию также относятся, например, гравитационное излучение — излучение гравитационных волн неравномерно движущимися массами; излучение Хокинга — испускание различных элементарных частиц чёрной дырой; бета-излучение — излучение электронов или позитронов при бета-распаде; альфа-излучение — ионизирующее излучение, состоящее из альфа-частиц, а также волны другой природы, например, ультразвук.

    Ионизирующие излучения существовали на Земле еще задолго до появления на ней человека, однако его влияние было обнаружено только в конце XX столетия открытием французского ученого А. Беккереля, а потом было продолжено исследованиями Пьера и Марии Кюри приведшими к открытию явления радиоактивности.

    Понятие «ионизирующее излучение» объединяет различные виды, различные по своей природе излучения. Подобие их заключается в том, что все они отличаются высокой энергией и обладают способностью ионизировать и разрушать биологические объекты. Ионизирующее излучение – это любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к созданию электрических зарядов разных знаков.

    Различают корпускулярное и фотонное излучения. Корпускулярное излучение – поток элементарных частиц с массой покоя, отличной от нуля, происходящее при радиоактивном распаде, ядерных реакциях или генерирующихся на ускорителях. К нему относятся  и   - частицы, нейтроны, протоны и др.

    Фотонное излучение – поток электромагнитных колебаний, распространяющихся в вакууме с постоянной скоростью 300 000 км/сек. К нему относятся g - излучения и рентгеновское излучение. К фотонному излучению принадлежит также и ультрафиолетовое излучение – наиболее коротковолновая часть спектра солнечного света (длина волны 400 10-9м).

    Источники ионизирующих излучений могут быть природными или искусственными (антропогенными). Основную часть облучения население Земли получает от природных источников излучения, большинство из которых избежать не возможно. Различные виды излучений попадают на Землю из Космоса, а другие исходят от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Иначе говоря, радиационный фон, получаемый населением Земли, создается космическими излучениями приходящими как из глубин Вселенной, так и рожденными на Солнце во время Солнечных вспышек, а также различными природными источниками земной коры. Космические излучения могут достигать поверхности Земли или же взаимодействовать с ее атмосферой, порождая повторное излучение и приводящее к созданию различных радионуклидов. В результате образования радионуклидов (распада ядер радиоактивных элементов путем преобразования одних атомных ядер в другие) возникает излучение, являющиеся радиоактивным. Этот процесс излучения (радиоактивный) характеризуется:

- периодом полураспада  (от сек. до млн. лет);

- активностью (числом  радиоактивных изменений в единицу  времени).

    Активность радиоактивного излучения изменяется в системе СИ – в беккерелях (БК), а во внесистемном измерении – в кюри (КU).

    Для определения меры воздействия ионизирующего излучения (радиоактивного) на воздух, вещества, биологическую ткань используют такое понятие как доза ионизирующего излучения, КU = 37 109 БК.

    Соответственно различают дозу ионизирующего излучения:

- экспозиционную, характеризующую  способность излучения в воздухе  и измеряемую в системе СИ  в кулонах на 1 кг (КЛ/кг), а во  внесистемных единицах – рентгенах  (Р), 1 КЛ/к = 3,88 103 Р.

    По экспозиционной дозе можно определить потенциальные возможности ионизирующих излучений;

- поглощенную, характеризующую  энергию (силу) ионизирующего излучения  поглощаемой единицей массы облученного  вещества (для вещества, биологической  ткани). Она измеряется в грэях  (ГР), 1 ГР = 1 ДЖ/кг. Внесистемная единица  рад, 1 рад = 0,01 ГР = 0,01 ДЖ/кг.

  Доза, которую получает человек, зависит:

- от вида излучения;

- от количества энергии;

- от плотности потока  излучения;

- от длительности действия.

    Однако поглощенная доза ионизирующего излучения не учитывает того, что действие на биологический объект одной и той же дозы разных видов излучений не одинаково. Чтобы учитывать этот эффект, введено понятие эквивалентной дозы, которая является мерой биологического воздействия на конкретного человека, то есть индивидуальным критерием опасности, обусловленной ионизирующим излучением. Единицей измерения эквивалентной дозы ионизирующего излучения принят – Зиверт (ЗВ). 1 ЗВ = 1 ДЖ/кг (для рентгеновского – ,  –,  – излучения). Внесистемной единицей служит БЭР (биологический эквивалент рада), 1 бэр = 0,01 ЗВ.

    Рассмотрим каким образом на биологическом уровне ионизирующее излучение воздействует на живую ткань. Под влиянием ионизирующего излучения атомы и молекулы живых клеток ионизируются (образование электрических зарядов различных знаков), в результате чего происходят сложные физико-химические процессы, которые влияют на характер дальнейшей жизнедеятельности человека. Существуют различные взгляды на эти процессы. Суть их сводится к разрыву связей в белковых молекулах, что приводит к гибели клеток, нарушению обменных процессов, образованию злокачественных опухолей и нарушению жизнедеятельности всего организма.

    Биосфера на протяжении всей своей эволюции находилась под влиянием ЭМП (электромагнитных полей), так называемого фонового излучения, причиняемого природой. Вокруг Земли существует электрическое  и магнитное поля. Кроме того, на Землю воздействуют электромагнитные поля, излучаемые Солнцем. К электромагнитному излучению Солнца относится инфракрасное излучение (ИК), видимое ультрафиолетовое (УФ), рентгеновское и g - излучения. ЭМП в биосфере играют универсальную роль, являясь носителем информации. На основе ЭМП действуют различные виды связи. ЭМП, как способ связи в биосфере, являются наиболее информативными, экономичными по сравнению со звуковой, световой или химической информацией. Кроме того, ЭМП имеют и другие преимущества, как:

1 – распространяются  в любой среде – воде, воздухе,  грунте и в тканях организма;

2 – могут распространяться  на любые расстояния;

3 – распространяются  при любой погоде и независимо  от времени суток;

4 – в отличие от  других видов связи, на них  реагируют все биосистемы.

    В процессе индустриализации человечество добавило к природным электромагнитным излучениям (т.н. фоновым), целую цепь антропогенных ЭМП, которые стали значительно превышать природный фон и, в наше время, превратились в опасный экологический фактор. В современном городе источниками искусственных ЭМП являются: радио- и телецентры, ретрансляторы, средства радиосвязи, линии электропередач, электротранспорт, а также различные электроэнергетические установки.

  Основные параметры ЭМП:

- длина волны;

- частота колебаний;

- скорость распространения.

  Влияние ионизирующих излучений на организм человека

Особенностями действия ионизирующего  излучения на организм человека является то, что:

- органы чувств не реагируют  на излучение;

- малые дозы излучения  могут суммироваться и накапливаться  в организме (кумулятивный эффект);

- излучение действует  не только на данный живой  организм, но и на наследников  (генетический эффект);

- разные органы организма  имеют разную чувствительность  к излучению. Наибольшему повреждению  подвергаются клетки головного  мозга, щитовидная железа, легкие, внутренние органы (то есть органы, клетки которых имеют высокий  уровень деления).

    В результате воздействия ионизирующих излучений на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохимические процессы. Ионизирующие излучения вызывают ионизацию атомов и молекул вещества, в результате чего молекулы и клетки ткани разрушаются.

    Известно, что 2/3 общего состава ткани человека составляют вода и углерод. Вода под воздействием излучения расщепляется на водород Н и гидроксильную группу ОН, которые либо непосредственно, либо через цепь вторичных превращений образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный окисел НО2 и перекись водорода Н2O2. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.

    В результате воздействия ионизирующих излучений нарушается нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и от индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми. При небольших дозах пораженная ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимое поражение отдельных органов или всего организма (лучевое заболевание).

    Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организме как при внешнем облучении, когда источник облучения находится вне организма, так и при внутреннем облучении, когда радиоактивные вещества попадают внутрь организма, например, ингаляционным путем — при вдыхании или при заглатывании с пищей или водой.

    Биологическое действие ионизирующего излучения зависит от величины дозы и времени воздействия излучения, от вида радиации, размеров облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма.

     При Однократном облучении всего тела человека возможны следующие биологические нарушения в зависимости от дозы излучения:

- 0—25 рад 1 видимых нарушений нет;

- 25—50 рад. возможны изменения в крови;

- 50—100 рад. изменения в крови, нормальное состояние трудоспособности нарушается;

- 100—200 рад. нарушение нормального состояния, возможна потеря трудоспособности;

- 200—400 рад . потеря трудоспособности, возможен смертельный исход;

- 400—500 рад .  смертельные случаи составляют 50% общего числа пострадавших

- 600 рад и более смертельный исход почти во всех случаях облучения.

- При облучении дозами, в 100—1000 раз превышающими смертельную дозу, человек может погибнуть во время облучения.

    Степень поражения организма зависит от размера облучаемой поверхности. С уменьшением облучаемой поверхности уменьшается и опасность поражения. Важным фактором при воздействии ионизирующего излучения на организм является время облучения. Чем более дробно излучение по времени, тем меньше его поражающее действие.