5.3.2. Вибрация, акустические колебания и шумы

Транспорт, все виды техники, имеющие движущиеся узлы, создают механические колебания. Увеличение быстро­действия и мощности техники привело к резкому повышению

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания 97

у ровня вибрации. Вибрация — это малые механические коле­бания, возникающие в упругих телах под воздействием перемен­ных сил.

Так, электродвигатель передает на фундамент вибрацию, вызываемую неуравновешенным ротором. Идеально уравно­весить элементы механизмов практически невозможно, поэ­тому в механизмах с вращающимися частями почти всегда воз­никает вибрация. Резонансная вибрация вагона появляется в результате близости частоты силы воздействия на стыках рель­сов к собственной частоте вагона. Вибрация по земле распро­страняется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений.

Вибрация машин может приводить к нарушению функци­онирования техники и вызвать серьезные аварии. Установле­но, что вибрация является причиной 80% аварий в машинах, в частности, она приводит к накоплению усталостных эффек­тов в металлах, появлению трещин.

При воздействии вибрации на человека наиболее сущест­венно то, что тело человека можно представить в виде слож­ной динамической системы. Многочисленные исследования показали, что эта динамическая система меняется в зависи­мости от позы человека, его состояния — расслабленности или напряженности — и других факторов. Для такой системы су­ществуют опасные резонансные частоты, и если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колеба­ний как всего тела, так и его отдельных органов.

Для тела человека в положении сидя резонанс наступает при частоте 4—6 Гц, для головы — 20—30 Гц, для глазных яблок — 60—90 Гц. При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травмам позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, а у женщин стать причиной преждевременных родов.

Колебания вызывают в тканях организма переменные механические напряжения. Изменения напряжения улавливаются множеством рецепторов и трансформируются в энергию биоэлектрических и биохимических процессов. Информация о действующей на человека вибрации воспринимается особым органом чувств — вестибулярным аппаратом.

Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса

4—191

мышц и поддержание равновесия тела. Перевозбуждение ре­цепторов выражается в так называемой "воздушной" или

"морской" болезни.

При широком спектре воздействующих на человека вибра­ций вестибулярный аппарат может давать ложную информа­цию. Такая ложная информация у некоторых людей вызывает состояние укачивания, дезорганизует работу многих систем организма, что необходимо учитывать при профессиональной

подготовке.

Влияние вибрации на организм человека определяется уровнем виброскорости и виброускорения, диапазоном дейст­вующих частот, индивидуальными особенностями человека.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека; и локальную, передающуюся через руки человека. При действии на организм общей вибра­ции в первую очередь страдает нервная система и анализаторы — вестибулярный, зрительный, тактильный.

У рабочих вибрационных профессий отмечены головокру­жения, расстройство координации движений, симптомы ука­чивания, вестибуловегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением от­дельных участков полей зрения, сужением острого зрения, иногда до 40%, субъективно — потемнением в глазах. Под вли­янием общих вибраций происходит снижение болевой, так­тильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различ­ных тканей с последующими реактивными изменениями.

Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий. Для водителей машин, тракторис­тов, бульдозеристов, машинистов локомотивов и экскавато­ров, подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкооб­разной вибраций, характерны изменения в пояснично-кресто-вом отделе позвоночника. Рабочие жалуются на боли в поясни­це, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость.

Бич современного производства — локальная вибрация. Ей подвергаются главным образом люди, работающие с руч­ным механизированным инструментом. Локальная вибрация

5.-3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания . 99

в ызывает 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.

Санитарные нормы и правила регламентируют предельно допустимые уровни вибрации, меры по ее снижению и лечеб­но-профилактические мероприятия. Санитарными правилами предусматривается ограничение продолжительности контакта человека с виброопасным оборудованием. ,

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

н ие 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

П ри 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

105

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.

106

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.

И сследованный 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

П еремещенные 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

р ического 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

Л азер — 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.

112

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.

У льтрафиолетовое 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-

113

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания

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

1 эВ = 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

117

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

Е диница 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.

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

П рименяется 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-

121

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%.

С очетание 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

3 0 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 ).

123

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.

О сновные 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.