Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 57
5 УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Ультрафиолетовое излучение (УФИ) в спектре электромагнитных ко лебаний располагается между излучениями коротких волн ви димого света и рентгеновским излучением, имеет диапазон длин волн от 200 до 400 нм. По способу генерирования УФИ относится к тепловым источникам, а по характеру воздействия на организм - к ионизирующему излу чению.
5.1 Основные источники ультрафиолетового излучения
Источниками УФИ естественного происхож дения являются Солнце, звезды и другие космичес кие объекты.
Большое количество источников УФИ имеет тех ногенное происхождение. Тела начинают генерировать ультрафиолетовые излучения при температуре выше 12000С, интенсивность излучения воз растает с увеличением температуры.
Техногенные источники УФИ:
- высокотемпературная плазма. С увеличением электронной тем пературы увеличивается интенсивность УФИ, а в некоторых случаях и рентгеновского излучения;
-импульсные источники света, выпускаемые для различных целей, в частности, для оптичес кой накачки лазеров, и газоразрядные лампы. В зависимости от вида газа в электрическом разряде электрическая энергия преобразуется в оптическое излучение;
-промышленные процессы и технологии (электроискровая обработка, плазменные установки, электродуговая сварка, электрический взрыв проводников, лазерный пробой, лазер ные методы обработки и т. д.);
-электронные потоки синхротронов, линейные уско рители, мощные приборы СВЧ;
-различные лазерные системы, работающие в УФ и вакуумном УФ диапазоне;
-некоторые металлургические печи и домны по выплавке высокотемпературных металлов и сплавов с применением кислородного дутья.
Перечисленные процессы не исчерпывают всего многообразия техногенных источников УФИ.
5.2 Средства измерения ультрафиолетового излучения
Интенсивность и спектр ультрафиолетовых излучений изме ряют с помощью УФ-дозиметров и спектрометров.
5.3 Биологическое действие ультрафиолетового излучения
По биологическому эффекту выделяют три области УФИ: УФА - с длиной волны 400 - 315 нм, отличается сравнительно слабым биологическим действием; УФВ - с длиной волны 315 - 280 нм, способствует возникновению загара, а также защите малышей от заболевания рахитом; УФС - с длиной волны 280 - 200 нм, активно действует на белки и жиры, обладает выраженным бактерицидным (обеззараживающим) действием (таблица 21).
Таблица 21- Характеристики УФИ / 4 /
|
Об-ласть излу-чения |
Длина волны, нм |
Действие на живые объекты |
Действие на атмосферу производственных помещений |
Допустимая плотность потока энер- гии, Вт/м2 |
|
А |
400-320 |
Слабое, преимуще- ственно инициирова- ние флюоресценции |
Образуются озон, окси-ды азота и пероксид водорода, ионизируется воздух |
10 |
|
В |
320-280 |
Основные изменения в коже, крови, нервной системе, кровооб- ращении и других ор- ганах, помутнение хрусталика глаза |
В воздухе образуются ядра конденсации, ко-торые снижают интенсив-ность излучения, умень-шают освещенность ра-бочих мест, ведут к обра-зованию производствен-ных туманов и оказыва-ют консервирующее дей-ствие на влажность воздуха |
0,01 |
|
С |
280-200 |
Сильное разрушитель- ное действие на клет- ку, бактерицидное действие вследствие коагуляции белков |
0,001 |
Действие оптических излучений на человеческий организм опре деляется интенсивностью, временем облучения (дозировкой), глуби ной проникновения излучения в зависимости от его длины волны.
В основе биологического действия УФИ лежат фотохи мические процессы молекул биополимеров, которые возникают в организмах при поглощении верхними слоями тканей растений или кожи животных и человека падающего излучения.
В зависимости от интенсивности и длины волны УФИ действует двояко на живые организмы / 3 /.
С одной стороны, малые дозы УФ-облучения оказывают благотворное влияние на человека и животных, способствуя образованию витаминов группы D. УФ-облучение может понижать чувствительность организма к некоторым вредным веществам из-за усиления окислительных процессов в организме и более быстрого выведения яда (например, марганца, ртути, свинца). Оптимальные дозы УФИ активизируют деятельность сердца, обмен веществ, повышают активность ферментов дыхания, улучшают крове творение. Однако загрязнение атмосферы больших городов понижает ее прозрачность для УФИ, ограничивая его благотворное влияние на население.
С дру гой стороны, УФ облучение оказывает вредное (губительное) действие на живые организмы. Воздействие УФИ на кожу может протекать в форме острого воспаления кожи с покраснением, иногда отеком и образованием пузырей. Может подняться температура, появиться озноб, головная боль. На коже после интенсивного УФ-облучения развивается сильная пигментация и шелушение. Длительное воздействие УФИ приводит к старению кожи, к развитию рака кожи.
Механизм развития рака кожи связывают со способностью УФИ повреждать ДНК и ее репарирующую систему. Канцерогенное действие УФИ может заключаться в одном из трех элементов повреждения: увеличения частоты хромосомных аббераций и степени мутации, увеличения степени трансформации нормальных клеток в раковые клетки / 12 /.
Вероятность развития опухолей при УФ-облучении зависит как от суммарной дозы УФИ, которая должна быть в тысячи раз больше эритемной, так и спектра излучения, длительности экспозиции, интервалов между облучениями, индивидуальной чувствительности организма и др.
Ультрафиолетовое облучение (местное или общее) применя ют в широком диапазоне действий:
- компенсация ультрафиолетовой недостаточности (в районах Севера);
- болеутоляющее и противовоспалительное средство (при невритах, невралгии, радикулитах, миозитах, бронхитах, плевритах, кожных заболеваниях и нарушениях обмена веществ, профилактике рахита, ОРЗ и др.);
- увеличение сопротивляемости к различным инфекциям (например, к гриппу).
В лечебных целях в медицине (раздел физиотерапия (светолечение)) применяют ИК, видимые и УФ-излучения. Используются естественные и искусственные (тепловые (лампы накаливания, электросветовые ванны и т. д.) и люминесцирующие (ртутно-кварцевые лампы, люминесцентные эритемные и дуговые бактерицид ные лампы)) источники излучения.
УФ-лучи имеют минимальную глубину проникновения, они проникают в ткани организма на глубину до 1 мм. В случае применения ИКИ эффект покраснения кожи (эритема) может появиться через не сколько минут после начала облучения и спустя 2 - 8 часов при действии УФ (скрытый, латентный период). Этот эффект зависит от спектральной чувствительности кожи на разных участках тела, воз раста, состоянии организма и т. д. Максимальным эритемным действием обладает УФИ с длиной волны 0,2967 и 0,2537 мкм. Покраснение кожи (эрите ма) через 3 - 4 дня переходит в защитную пигментацию (загар) кожи.
Механизм воздействия УФИ на живые организмы до конца не изучен. Учитывая большую энергию квантов УФИ и их способность вызывать деструкцию молекулярных и межмолекулярных связей, а также непосредственно влиять на внутриклеточные ткани с образованием радикалов, УФ лучи представляют серьезную опасность для клетки живого ор ганизма. Большие дозы УФИ могут вызывать ожоги кожи и канцерогенные реакции, повреждения глаз и другие нежелатель ные процессы. Кванты УФ диапазона непосредственно влияют на синтез пигментов, активность ферментов и гормонов, интенсив ность процессов фотосинтеза и т.п. УФИ больших доз оказывает губительное воздействие на микроорганизмы и культи вируемые клетки высших животных и растений.
УФ-лучи с длиной волны 0,24 - 0,28 мкм оказывают особенно сильное летальное и мутагенное действие, так как этот спектр совпадает со спектром поглощения нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). При поглощении квантов УФ-диапазона происходят хи мические изменения ДНК за счет образования димеров, которые препятствуют нормальному удвоению ДНК в процессе деления клетки. Это приводит к гибели клетки или изменению ее наследст венных свойств (образованию мутаций) / 5 /.
Дополнительно возможен процесс повреждения УФИ биологических мембран и последующего нарушения синтеза раз личных компонентов мембран и клеточной оболочки.
Большинство живых клеток обладает способностью восстанавливаться от повреждений, вызванных УФИ. Способность к выживанию в условиях сильной солнечной радиации на ранних стадиях эволюции у разных биологических объектов разная. Чувст вительность разных клеток к УФИ резко отличается. Например, доза УФИ, которая приводит к гибели 90% клеток, для некоторых штаммов клеточной палочки составляет 10, 100, 800 эрг/мм2, а для некоторых бактерий - 7000 эрг/мм2.
Мутации некоторых генов существенным образом влияют на чувствительность клеток к УФИ. Некоторые гены увеличивают чувствительность к УФИ, а некоторые мутации генов нарушают синтез белка и строение клеточных мембран / 5 /.
УФИ искусственных источников, например, электросварочных дуг, плазмотронов, может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений. Наиболее уязвимым органом для УФИ является глаз, особенно страдает роговица и слизистая оболочка. Острые поражения глаз называется электроофтальмией. Заболевание проявляется ощущением постороннего тела или песка в глазах, светобоязнью, слезотечением. К хроническим заболеваниям относят воспаление слизистой оболочки (хронический конъюнктивит), воспаление края век (блефарит), помутнение хрусталика (катаракта). Роговица глаза наибо лее чувствительна к излучению длиной волны 270 - 280 нм, наибольшее воздействие на хрусталик оказывает УФИ в диапазоне 295 - 320 нм. Возможность негативного действия УФИ на сетчатку невелика, однако не исключена / 3 /.
Комбинированное действие УФИ и вредных веществ может при вести к фотосенсибилизации - повышенной чувствительности орга низма к свету с развитием фотоаллергических реакций.
5.4 Гигиеническое нормирование ультрафиолетового излучения
Гигиеническое нормирование УФИ в производственных помещениях осуществляется по СН 4557-88, которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости от длин волн при условии защиты органов зрения и кожи.
Допустимая интенсивность УФИ для рабочих при наличии незащищенных участков поверхности кожи не более 0,2 м2 (лицо, шея, кисти рук и др.), общей продолжительностью воздействия излучения 50 % рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должно превышать 10 Вт/м2 для области УФА и 0,01 Вт/м2 - для области УФВ, область УФС при таких условиях не допуска ется. При использовании специальной одежды и средств защиты лица и рук, не пропускающих излучение (кожа, ткани с пленочным покрытием и т. п.), допустимая интенсивность облучения в области УФВ +УФС (200 - 315 нм) не должна превышать 1 Вт/м2 / 3 /.
5.5 Средства защиты от ультрафиолетового излучения
Снижение интенсивности облучения УФИ и защита от его воздей ствия достигается защитой «расстоянием», экранированием источни ков излучения; экранированием рабочих мест; средствами индивидуальной защиты; специальной окраской помещений и рацио нальным размещением рабочих мест.
Защита «расстоянием» связана с удалением обслуживающего персонала от источников УФИ. Эти расстояния определяются экспериментально, при этом учитываются многие факторы (условия работы, состав производственной атмосферы, вид источника излучения, отражаю щие свойства конструкций помещения и оборудования и др.).
Основными мерами защиты от УФИ являются экранирование источников излучения и рабочих мест, а также (наиболее рациональная мера) укрытие источни ков излучения. В качестве экрана применяют различные мате риалы и светофильтры, не пропускающие УФИ или снижающие его интенсивность. Рабочие места ограждают ширмами, щитками или устанавливают кабины высотой 1,8-2 м, стенки которых не должны доходить до пола на 25-30 см для улучшения условий проветривания кабин / 4 /.
Стены и ширмы в цехах окрашивают в светлые тона (серый, желтый, голубой), для поглощения УФИ применяют цинковые и титановые белила.
Индивидуальные средства защиты от УФИ: спецодежда (куртка, брюки), рукавицы, фартук из специальных тканей, не пропускающих УФИ (лен, поплин, хлопок), очки и щитки, укомплектованные светофильтрами, специальные покровные кремы (мази), содержащие вещест ва, которые служат светофильтрами (салол, метиловый эфир салициловой кислоты и др.).
6 ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Ионизирующие излучения (ИИ) - это электромагнитные излучения, кото рые создаются при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, тор можении заряженных частиц в веществе и образуют при взаимодействии со средой ионы различных знаков.
6.1 Основные источники ионизирующего излучения
Живые организмы постоянно подвергаются облучению за счет естественного фона (космическое излучение, радиоактивное излуче ние недр Земли, радионуклиды атмосферы, гидросферы, литосферы). Естественные радиоактивные элементы образуются из природных радиоактивных веществ (тория, ура на и актиния).
На производстве источни ками ИИ являются используемые в технологиче ских процессах радиоактивные изотопы естественного или искусственного происхождения, ускорительные установки, рентге новские аппараты, радиолампы.