Безопасность при использовании УФ-источников

МР 105-9807-99 выделяет две основные группы источников УФ-излучения. К первой относятся электрогазосварочные работы, плазменные технологические процессы, некоторые другие высокотемпературные источники ультрафиолетового излучения, рассмотренные выше.

Ко второй группе относится большая группа спектральных источников - различных облучателей, ламп и других источников света, являющихся источниками УФ-излучения.

Облучатели, облучательные установки и другие источники оптического излучения разделяют на тепловые и люминесцентные, а различные источники света, в свою очередь, на лампы накаливания (ЛН) и газоразрядные лампы (ГЛ). Температура нити накала у обычных вольфрамовых ЛН составляет около 2 500 0К, а у ламп с повышенной цветопередачей - до 4 000 0К. Граница полосы пропускания УФ-излучения у ламп из обычного стекла составляет около 300 нм, а из специальных стекол еще меньше. С учетом этого, а также высокой мощности отдельных типов ЛН некоторые из них могут быть источниками излучения в УФ-области, как и галогенные ЛН, у которых минимальная температура нити накала выше 1 600 0С, а колба ламп изготовлена из кварцевого стекла.

Широко распространенный техногенный источник УФ-излучения - газоразрядные лампы (ГЛ) низкого, высокого и сверхвысокого давления. Характерный представитель ГЛ низкого давления - люминесцентные лампы (ЛЛ). Практически все ЛЛ - источник УФ-излучения, хотя и в незначительной степени: доля УФ-спектра в общем потоке излучения составляет около 0,2 %.

К газоразрядным лампам высокого и низкого давления относятся лампы типа ДРТ (дуговые, ртутные, трубчатые) мощностью от 100 до 1 000 Вт, со спектром излучения от 250 нм, ДРЛ (дуговые, ртутные, люминесцентные) мощностью от 80 до 2 000 Вт, среди которых есть и специальные источники УФ-излучения. Разновидность газоразрядных ламп - специальные лампы типа ДРВЭ (дуговые, ртутно-вольфрамовые, эритемные), спектр излучения которых начинается с 280 нм. К ГЛ сверхвысокого давления относятся шаровые лампы типа ДРШ со спектром излучения от с 200 нм.

Характерным представителем газоразрядных ламп, широко используемых в здравоохранении и других отраслях народного хозяйства, являются бактерицидные лампы низкого давления типа ДБ, основной поток излучения которых приходится на бактерицидную область с максимумом энергии при 265 нм, а также лампы эритемного и преимущественно загарного спектра, используемые в соляриях (315-400 нм).

Среди других источников МГЛ отметим натриевые, а также ксеноновые лампы низкого и высокого давления, излучающие во всех спектрах оптического диапазона, причем УФ-излучение составляет до 10 %. Характерные представители - ДКсТ и ДКсШ (дуговые, ксеноновые, трубчатые или шаровые). Источниками УФ-излучения могут быть также импульсные лампы ИСТ, ИСШ (трубчатые, шаровые, с пропусканием излучения от 155 нм с кварцевой колбой и с 290 нм со стеклянной колбой). К группе прочих ГЛ, служащих источниками УФ-излучения, относятся и спектральные лампы (дейтериевая, водородная и т. д.). Такие специальные источники света, как электролюминесцентные панели, светодиоды, как правило, не являются УФ-излучателями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В умеренных дозах УФИ положительно влияет на органы человека: улучшает обмен веществ, усиливает иммунобиологическую сопротивляемость, стимулирует образование в коже витамина D, препятствующего возникновению рахита, активизируют деятельность сердца, улучшает кроветворение. [1]

 

К производственным вредностям относят УФИ, возникающие при электросварке и работе ртутно-кварцевых ламп. В этих случаях облучение кожи может вызвать дерматит с отеком, жжением или зудом, иногда   сопровождающийся общими симптомами: повышением температуры тела, появлением головной боли и др. Воздействие УФИ на глаза является причиной профессиональной болезни сварщиков – электроофтальмии. [2]

Наиболее уязвимы глаза, причем страдает преимущественно роговица и слизистая оболочка. В зависимости от интенсивности и дозы воздействия острые поражения развивается через 0,2-24 часа после облучения. Заболевание проявляется ощущением постороннего тела или песка в глазах и сопровождается слезотечением, светобоязнью. Указные симптомы обычно достигаются максимума на 2-3 сутки и затухает через 2-7 суток. В период выраженного заболевания ослабляется способность глаз отслеживать движущееся объекты, снижает пропускание роговицей видимого света, и затрудняется его фокусировка на сетчатке. Реактивность воздействия УФИ может вызвать возникновение катаракты.

Облучение кожи в высоких дозах вызывает возникновение асептического воспаления или эритмы, особенно малопигментированной кожи. Важным следствием облучения в больших дозах является угнетение потоотделения и снижение сенсорной чувствительности кожи, а также ухудшение общего состояния организма, обусловленное выбросом в циркуляцию избыточного количества физиологически активных веществ.[2] 

Предупреждению отрицательных последствий, вызываемых УФИ повышенной интенсивности, способствует выполнение ряда мероприятий. К первостепенным из них относят ограничение времени работы и увеличение расстояния до источника излучения. В качестве средств коллективной защиты используют экраны, ширмы и специальные кабины (для сварщиков). Из средств индивидуальной защиты кожных покровов работающих применяют спецодежду и рукавицы, а глаза и лица – щитки, шлемы и очки со светофильтрами в зависимости от вида работ и интенсивности облучения. 

 

 

 

 

Гигиеническое нормирование УФИ в производственных помещениях осуществляется по СП 4557-88, которое устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волн при условии защиты органов зрения и кожи.

Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при незащищенных участках поверхности кожи не более 0,2 см 3 (лицо,шея, кисти рук и др.) общей продолжительностью воздействия излучения 50 % рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 минут и более не должно превышать 10 Вт/м2.

При использовании специальной одежды и средств защиты лица  и рук, не пропускающих излучение (спилка, кожи, тканей с пленочным покрытием и т.п.), допустимая интенсивность облучения в  области УФБ не должна превышать 1 Вт/м2.

Профилактические мероприятия по предупреждению электрофтальмий сводятся к применению светозащитных очков или щитков при электросварочных и других работах. Для защиты кожи от УФИ помимо защитной одежды используют противосолнечные экраны, специальные покровные крема.

Защитная одежда из поплина или других тканей должна иметь рукава и капюшон. Глаза защищаются специальными очками со стеклами, содержащими оксид свинца, но даже обычные стекла не пропускают УФ-лучи с длиной волны короче 315 нм.   

 

 

В связи с широким использованием радиоактивных изотопов в различных отраслях техники, промышленности и науки возникают вопросы радиоактивного загрязнения внешней среды: воздуха, воды, почвы, растительности, а следовательно, и пищевых продуктов. Так как человек неотделим от окружающей среды и находится во взаимосвязи с природой, радиоактивные вещества с воздухом, водой и пищей попадают и в его организм. Существует три пути поступления радиоактивных веществ в организм: при вдыхание воздуха, загрязненного радиоактивными веществами, через зараженную пищу или воду, через кожу, а также при заражении открытых ран.

Наиболее опасен первый путь, поскольку во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки. Радиоактивные вещества действуют на молекулярном уровне, оказывая существенное влияние на структуры клетки [1].

Принято рассматривать три этапа радиационного поражения клетки.

I этап - можно назвать  физическим, на этом этапе происходит  ионизация и возбуждение макромолекул, при этом поглощенная энергия  реализуется в местах со слабыми  связями (в белках - SH-группы, в ДНК - хромофорные группы тимина, в липидах - ненасыщенные связи).

II этап - химические преобразования, на этом этапе происходит взаимодействие  радикалов, белков, нуклеиновых кислот, липидов с водой, кислородом, с  радикалами воды и т.п. Это в  свою очередь приводит к образованию  гидроперекисей, ускоряет процессы  окисления, вызывает множественные  изменения молекул. В результате  этого начальный эффект многократно  усиливается. Разрушается структура  биологических мембран, усиливаются  другие процессы деструкции, высвобождаются  ферменты, наблюдается изменение  их активности.

III этап - биохимический, на  этом этапе происходят нарушения, которые связаны с высвобождением  ферментов и изменением их  активности. Различные ферментные  системы реагируют на облучение  неоднозначно. Активность одних  ферментов после облучения возрастает, других - снижается, третьих - остается  неизменной. К числу наиболее  радиочувствительных процессов  в клетке относится окислительное фосфорилирование. Нарушение этого процесса отмечается через 20 - 30 мин при дозе облучения 100 рад. Оно проявляется в повреждении системы генерирования АТФ, без которой не обходится ни один процесс жизнедеятельности.

Высокой чувствительностью обладают ДНК-комплексы (ДНК клеточного ядра в комплексе с щелочными белками, РНК, ферментами). Предполагается, что в этом случае в первую очередь поражаются связи белок - белок и белок - ДНК.

Облучение целостного организма приводит к снижению содержания гликогена в скелетных мышцах, печени и ряде других тканей в результате нейрогуморальной реакции на облучение. Кроме этого, обнаруживается нарушение процессов распада глюкозы (гликолиз) и высокополимерных полисахаридов.

При действии ионизирующих излучений на липиды происходит образование перекисей. Схема реакций в этом случае может быть представлена следующим образом:

ROOH > Rя и ROOH > ROOя начальное образование радикалов

Rя + O2 > RO2я и ROO2я + RH > ROOH + Rя цепные реакции.

Этим процессам придают особое значение в развитии лучевого поражения, т.к. это приводит к разрушению клеточных мембран и гибели клетки.

В целом организме при его облучении наблюдается снижение общего содержания липидов, их перераспределение между различными тканями [2]. С увеличением уровня в крови и печени (что, вероятно, связано с изменение углеводного обмена). Кроме того, наблюдается угнетение ряда антиоксидантов, что, в свою очередь, также способствует образованию токсичных гидроперекисей.

По характеру распределения в организме человека радиоактивные вещества можно условно разделить на три группы:

- отлагающиеся преимущественно  в скелете, так называемые остеотропные изотопы - стронций, барий, радий и др.

- концентрирующиеся в  печени - церий, лактан, плутоний и др.

- равномерно распределяющиеся  по системам - водород, углерод, инертные  газы, железо и др. Причем, одни  имеют тенденцию накопления в  мышцах - калий, рубидий, цезий; а другие  в селезенке, лимфатических узлах, надпочечников - ниобий, рутений.

Характерная болезнь, возникающая при радиационном облучении, - лучевая болезнь. Острая лучевая болезнь возникает в результате однократного короткого воздействия радиоактивной энергии в дозе более 100 рад на организм. При облучении тела в дозе менее 100 рад принято говорить не о лучевой болезни, а о лучевой травме. При радиоактивном распаде происходит испускание альфа-, бета-, гамма-лучей, нейтронов, протонов и других осколков атомных ядер. Высокие дозы этих лучей вызывают повреждения ядер и цитоплазмы живых клеток. Чем больше энергия излучения и глубина проникновения лучей, тем тяжелее лучевая травма. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи, способные пронизывать бетонные плиты толщиной 50 см. Альфа- и бета-лучи вызывают тяжёлые ожоги кожи и слизистых оболочек, облучение внутренних органов и тканей (при попадании альфа- и бета-активных радиоизотопов с пищей, водой и вдыхаемым воздухом).

Проникающая радиация вызывает ионизацию внутриклеточной воды и потому поражает все без исключения ткани и органы тела. Поражается внутриклеточный аппарат: митохондрии, лизосомы, происходят разрывы хромосом и нитей дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Это серьёзно нарушает функции клеток или ведёт к их гибели. Наиболее чувствительны к радиации быстро делящиеся (т.е. имеющие короткий срок жизни) клетки, например, клетки костного мозга, кишечника, кожи. Менее чувствительны клетки печени, почек, сердца. Поэтому в клинике острой лучевой болезни ведущими являются нарушения в системе крови, повреждения полости рта, кишечника и кожи.

За последние десятилетие человек усиленно занимался проблемами ядерной физики. Он создал сотни искусственных радионуклидов, научился использовать возможности атома в самых различных отраслях - в медицине, при производстве электро- и тепловой энергии, изготовления светящихся циферблатов часов, множества приборов, при поиске полезных ископаемых и в военном деле. Все это, естественно, приводит к дополнительному облучению людей. В большинстве случаев дозы невелики, но иногда техногенные источники оказываются во много тысяч раз интенсивнее, чем естественные.

Поэтому в связи с такой ситуацией всё большую популярность приобретают продукты радиозащитного действия, так называемые радиопротекторы.

Радиопротекторы [радио…+ лат. protector - страж, защитник] - это химические вещества, повышающие стойкость организма к облучению, т. е. его радиорезистентность. Радиозащитный эффект обнаружен у целого ряда веществ различной химической структуры. Поскольку эти разнородные соединения обладают самыми различными, подчас противоположными свойствами, их трудно разделить по фармакологическому действию. Для проявления радиозащитного эффекта в организме млекопитающего в большинстве случаев достаточно однократного введения радиопротекторов. Однако имеются и такие вещества, которые повышают радиорезистентность лишь после повторного введения. Различаются радиопротекторы и по эффективности создаваемой ими защиты. Существует, таким образом, множество критериев, по которым их можно классифицировать [3].

С практической точки зрения радиопротекторы целесообразно разделить по длительности их действия, выделив вещества кратковременного и длительного действия:

1) радиопротекторы или  комбинация радиопротекторов, обладающих  кратковременным действием (в пределах  нескольких минут или часов), предназначены  для однократной защиты от  острого внешнего облучения.

Такие вещества или их комбинации можно вводить тем же особям и повторно. В качестве средств индивидуальной защиты эти вещества могут найти применение перед предполагаемым взрывом ядерного оружия, вхождением в зону радиоактивного загрязнения или перед каждым радиотерапевтическим местным облучением. В космическом пространстве они могут быть использованы для защиты космонавтов от облучения, вызванного солнечными вспышками.