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
Тема 1.2 Принципы обеспечения безопасности взаимодействия человека со средой обитания
1.2.1 Негативные факторы среды обитания и их воздействие на человека
Химические факторы, радиация.
Производственная пыль является одним из широко распространенных неблагоприятных факторов, оказывающих негативное влияние на здоровье рабо тающих. Целый ряд технологических процессов сопровождается образованием мелкораздробленных частиц твердого вещества (пыль), которые попадают в воздух производственных поме щений и более или менее длительное время находятся в нем во взвешенном состоянии. Производственной пылью называют взвешенные в воздухе, медленно оседающие твердые частицы размерами от несколь ких десятков до долей микрона. Многие виды производственной пыли представляют собой аэрозоль.
По размеру частиц (дисперсности) различают видимую пыль размером более 10 мкм, микроскопическую — от 0,25 до 10 мкм, ультрамикроскопическую — менее 0,25 мкм.
Согласно общепринятой классификации все виды произ водственной пыли подразделяются на органические, неоргани ческие и смешанные пыли. Первые, в свою очередь, делятся на пыль естественного (древесная, хлопковая, льняная, шерстяная и др.) и искусственного (пыль пластмасс, резины, смол и др.) происхождения, а вторые — на металлическую (железная, цинковая, алюминиевая и др.) и минеральную (кварцевая, цемен тная, асбестовая и др.) пыль. К смешанным видам пыли относят каменноугольную пыль, содержащую частицы угля, кварца и силикатов, а также пыли, образующиеся в химических и других производствах.
Специфика качественного состава пыли предопределяет возможность и характер ее действия на организм человека. Определенное значение имеют форма и консистенция пыле вых частиц, которые в значительной мере зависят от природы исходного материала.
Так, длинные и мягкие пылевые частицы легко осаждаются на слизистой оболочке верхних дыхательных путей и могут стать причиной хронических трахеитов и бронхитов. Степень вредного действия пыли зависит также от ее растворимости в тканевых жидкостях организма. Большая растворимость токсической пыли усиливает и ускоряет ее вредное влияние.
Влияние пыли на организм. Неблагоприятное воздействие пыли на организм может быть причиной возникновения забо леваний. Обычно различают специфические (пневмокониозы, аллергические болезни) и неспецифические (хронические забо левания органов дыхания, заболевания глаз и кожи) пылевые поражения. Среди специфических профессиональных пылевых забо леваний большое место занимают пневмокониозы — болезни легких, в основе которых лежит развитие склеротических и связанных с ними других изменений, обусловленных отложени ем различного рода пыли и последующим ее взаимодействием с легочной тканью.
Среди различных пневмокониозов наибольшую опасность представляет силикоз, связанный с длительным вдыханием пыли, содержащей свободную двуокись кремния (Si02). Сили коз — это медленно протекающий хронический процесс, кото рый, развивается у лиц, проработавших несколько лет в условиях значительного загрязнения воздуха кремниевой пылью. В отдельных случаях возможно бо лее быстрое возникновение и течение этого заболевания, когда за сравнительно короткий срок (2-4 года) процесс достигает конечной, терминальной, стадии.
Производственная пыль может оказывать вредное влияние и на верхние дыхательные пути. Установлено, что в результате многолетней работы в условиях значительного запыления воз духа происходит постепенное истончение слизистой оболочки носа и задней стенки глотки. Атрофия слизистой оболочки значительно нарушает защитные (барьер ные) функции верхних дыхательных путей, что способствует глубокому проникновению пыли, т. е. поражению бронхов и легких.
Производственная пыль может проникать в кожу и в от верстия сальных и потовых желез. В некоторых случаях может развиться воспалительный процесс. Не исключена возможность возникновения язвенных дерматитов и экзем при воздействии на кожу пыли хромощелочных солей, мышьяка, меди, извести, соды и других химических веществ. Действие пыли на глаза вызывает возникновение конъюнк тивитов. У токарей с большим стажем иногда обнаруживают множественные мелкие помутне ния роговицы из-за травматизма пылевыми частицами.
Меры профилактики пылевых заболеваний. Эффективная профилактика профессиональных пылевых болезней предпола гает гигиеническое нормирование, технологические мероприя тия, санитарно-гигиенические мероприятия, индивидуальные средства защиты и лечебно-профилактические мероприятия.
Гигиеническое нормирование. Основой проведения мероп риятий по борьбе с производственной пылью является гигиени ческое нормирование. Соблюдение установленных ГОСТом пре дельно допустимых концентраций (ПДК) — основное требование при проведении предупредительного и текущего санитарного надзора.
Систематический контроль за состоянием уровня запы ленности осуществляют лаборатории центров санэпиднадзора, заводские санитарно-химические лаборатории. На администра цию предприятий возложена ответственность за поддержание условий, препятствующих превышению ПДК пыли в воздушной среде. При разработке оздоровительных мероприятий основные гигиенические требования должны предъявляться к техноло гическим процессам и оборудованию, вентиляции, строитель но-планировочным решениям, рациональному медицинскому обслуживанию работающих, использованию средств индиви дуальной защиты.
Методы и средства защиты от пыли:
• внедрение непрерывных технологий с закрытым циклом (использование закрытых конвейеров, трубопроводов, кожу хов);
автоматизация и дистанционное управление техноло гическими процессами (особенно при погрузоразгрузочных и фасовочных операциях);
замена порошкообразных продуктов брикетами, пастами, суспензиями, растворами;
смачивание порошкообразных продуктов при транспор тировке (душевание);
переход с твердого топлива на газообразное или электро подогрев;
применение общей и местной вытяжной вентиляции по мещений и рабочих мест;
применение индивидуальных средств защиты (очков, про тивогазов, респираторов, спецодежды, обуви, мазей).
Лечебно-профилактические мероприятия. В системе оз доровительных мероприятий важен медицинский контроль за состоянием здоровья работающих. В соответствии с действу ющими правилами обязательным является проведение пред варительных (при поступлении на работу) и периодических медицинских осмотров. Основная задача периодических осмотров — своевременное выявление ранних стадий заболевания и предупреждение разви тия пневмокониоза, определение профпригодности и проведение эффективных лечебно-профилактических мероприятий.
Среди профилактических мероприятий, направленных на по вышение реактивности организма и сопротивляемости пылевым поражениям легких, наибольшую эффективность обеспечивают УФ-облучение, тормозящее склеротические процессы; щелочные ингаляции, способствующие санации верхних дыхательных пу тей; дыхательная гимнастика, улучшающая функцию внешнего дыхания; диета с добавлением метионина и витаминов.
Основными источниками загрязнения воздуха производст венных помещений вредными веществами могут являться сырье, компоненты и готовая продукция. Заболевания, возникающие при воздействии этих веществ, называют профессиональными отравлениями (интоксикациями). Токсические вещества поступают в организм человека через дыхательные пути (ингаляционное проникновение), желудочно-кишечный тракт и кожу. Степень отравления зависит от их агрегатного состояния (газообразные и парообразные вещества, жидкие и твердые аэрозоли) и от характера технологического процесса (нагрев вещества, измельчение и др.).
Преобладающее большинство профессиональных отрав лений связано с ингаляционным проникновением в организм вредных веществ, являющимся наиболее опасным, так как большая всасывающая поверхность легочных альвеол, усиленно омываемых кровью, обусловливает очень быстрое и бес препятственное проникновение ядов к важнейшим жизненным центрам.
Поступление токсических веществ через желудочно-кишеч ный тракт бывает из-за нарушения правил личной гигиены, частичного заглатывания паров и пыли, проникающих через ды хательные пути, и несоблюдения правил техники безопасности при работе в химических лабораториях. В этом случае яд попадает через венозную систему в печень, где превращается в менее токсичные соединения. Вещества, хорошо растворимые в жирах и липоидах, мо гут проникать в кровь через неповрежденную кожу. Токсические вещества в организме распределяются не одинаково, причем некоторые из них способны к накоплению в определенных тканях. Здесь особо можно выделить электро литы, многие из которых весьма быстро исчезают из крови и сосредоточиваются в отдельных органах. Свинец накапливается в основном в костях, марганец — в печени, ртуть — в почках и толстой кишке. Естественно, что особенность распределения ядов может в какой-то мере отражаться и на их дальнейшей судьбе в организме.
Вступая в круг сложных и многообразных жизненных про цессов, токсические вещества подвергаются разнообразным превращениям в ходе реакций окисления, восстановления и гидролитического расщепления. Общая направленность этих превращений характеризуется наиболее часто образованием менее ядовитых соединений, хотя в отдельных случаях могут получаться и более токсические продукты (например, формаль дегид при окислении метилового спирта). Выделение токсических веществ из организма нередко происходит тем же путем, что и поступление. Не реагирующие пары и газы частично или полностью удаляются через легкие. Значительное количество ядов и продукты их превращения вы деляются через почки. Определенную роль для выделения ядов из организма играют кожные покровы, причем этот процесс в основном совершают сальные и потовые железы. Необходимо иметь в виду, что выделение некоторых токси ческих веществ возможно в составе женского молока (свинец, ртуть, алкоголь). Это создает опасность отравления грудных детей. Поэтому беременных женщин и кормящих матерей следует временно отстранять от производственных операций, выделяющих токсические вещества.
Опасность вредных веществ для человека во многом опре деляется их химической структурой и физико-химическими свойствами. Немаловажное значение в отношении токсическо го воздействия имеет дисперсность проникающего в организм химического вещества, причем чем выше дисперсность, тем токсичнее вещество.
Влияние вредных веществ на организм. По характеру раз вития и длительности течения различают две основные формы профессиональных отравлений — острые и хронические ин токсикации. Острая интоксикация наступает внезапно после кратковременного воздействия относительно высоких концентраций яда и выражается бурными и спе цифическими клиническими симптомами. В производственных условиях острые отравления чаще всего связаны с авариями, неисправностью аппаратуры или с введением в технологию но вых материалов с малоизученной токсичностью. Хронические интоксикации вызваны поступлением в ор ганизм незначительных количеств яда и связаны с развитием патологических явлений только при условии длительного воз действия, иногда определяющегося несколькими годами.
По воздействию на организм токсичные вещества подразделяются на группы:
1.Общетоксическое - разрушает печень (этиловый спирт, аромати ческие углеводороды, тетраэтилсвинец и т.д.);
2. Раздражающее - вызывает воспалительную реакцию при контакте с ним, вплоть до химического ожога при больших концентрациях (пыль, кислоты, щелочи, аммиак, сероводород и т.д.);
3. Канцерогенное - вызывает развитие злокачественных опухолей (рака) (диоксины, асбестовая пыль, 3,4 – бензпирен, формальдегид и т.д.);
4. Мутагенное - влияет на генетический аппарат, вызывает раннее старение, и патологии в развитии потомства (бензол, свинец, радиоизотопы и т.д.);
5. Сенсибилизирующее – вызывающее аллергическую реакцию при контакте с ним, а в крайних случаях возможен анафилактический шок (лекарства, пыльца растений и т.д.);
6. Тератогенное - негативно воздействует на развитие и формирование плода в организме матери (этиловый спирт);
7. Фиброгенное – вызывает раздражение и воспалительную реакцию в легких человека ( силикатная, угольная пыль).
Помимо специфических отравлений токсическое действие вредных химических веществ может способствовать общему ос лаблению организма, в частности снижению сопротивляемости к инфекционному началу. Например, известна зависимость между развитием гриппа, ангины, пневмонии и наличием в организме таких токсических веществ, как свинец, сероводород, бензол и др. Отравление раздражающими газами может резко обострить латентный туберкулез и т. д.
Развитие отравления и степень воздействия яда зависят от особенностей физиологического состояния организма. Физи ческое напряжение, сопровождающее трудовую деятельность, неизбежно повышает минутный объем сердца и дыхания, вызы вает определенные сдвиги в обмене веществ и увеличивает пот ребность в кислороде, что сдерживает развитие интоксикации.
Чувствительность к ядам в определенной мере зависит от пола и возраста работающих. Установлено, что некоторые фи зиологические состояния у женщин могут повышать чувстви тельность их организма к влиянию ряда ядов (бензол, свинец, ртуть). Бесспорна плохая сопротивляемость женской кожи к воздействию раздражающих веществ, а также большая прони цаемость в кожу жирорастворимых токсических соединений. Что касается подростков, то их формирующийся организм обладает меньшей сопротивляемостью к влиянию почти всех вредных факторов производственной среды, в том числе и промышлен ных ядов.
Профилактические мероприятия. Мероприятия по про филактике профессиональных отравлений включают гигиени ческую рационализацию технологического процесса, его меха низацию и герметизацию. Эффективным средством является замена ядовитых ве ществ безвредными или менее токсичными. Важное значение в оздоровлении условий труда имеет гигиеническое нормирование, ограничивающее содержание вредных веществ путем установления ПДК в воздухе рабочей зоны и на коже. ПДК - предельно - допустимые концентрации вредных веществ в воздухе, воде, почве и продуктах питания, устанавливаются в мг/м3. Они характеризуют показатели качества окружающей среды относительно здоровья человека и устанавливают максимальную концентрацию, которая при ежедневном присутствии в среде обитания человека, в течение неограниченного времени, не может вызвать у него каких-либо патологических изменений, заболеваний или привыкания, и не повлияет на здоровье будущих поколений. При установлении ПДК учитывается лимитирующий признак - это один из признаков вредности, определяющий преимущественное неблагоприятное воздействие этого вещества и характеризующийся наименьшей величиной опасной концентрации. Например, если одно и тоже вещество может оказывать как общетоксическое, так и канцерогенное воздействие, то ПДК устанавливается по канцерогенному воздействию, т.к. оно более опасно и возникает при меньших концентрациях.
ПДК вредных веществ в рабочей зоне устанавливается выше, чем в воздухе населенных мест, т.к. на производстве человек проводит всего 8 часов в сутки. ПДК р.з. – это максимальная концентрация, которая при ежедневном присутствии (кроме выходных дней) в воздухе рабочей зоны, не более 41 часа в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Для вновь применяемых в промышленности веществ, для которых еще не утвержден норматив ПДК, используют показатель ОБУВ - это ориентировочно безопасные уровни воздействия, которые устанавливают для нового вещества по аналогии с ПДК уже используемого вещества, имеющего сходное химическое строение. Показатели ПДК и ОБУВ в воздухе устанавливают в мг/м3. По показателям токсичности определяют класс опасности вещества:
1 – чрезвычайно опасные вещества, ПДК менее 0,1 мг/м3 (свинец, ртуть ПДК=0,01)
2 – высоко опасные вещества, ПДК от 0,1 до 1,0 мг/мг3 (марганец ПДК=0,3)
3 – умеренно опасные вещества, ПДК от 1,0 до 10 мг/м3 (азота диоксид ПДК=2 )
4 - малоопасные вещества, ПДК более 10 мг/м3 (угарный газ ПДК=20)
Большая роль в предупреждении профессиональных инток сикаций принадлежит механизации производственного процес са, дающей возможность проведения его в замкнутой аппара туре и сводящей до минимума необходимость соприкосновения рабочего с токсическими веществами (механическая загрузка и выгрузка удобрений, стиральных и моющих средств). Анало гичные задачи решаются при герметизации производственного оборудования и помещений, выделяющих ядовитые газы, пары и пыль. К санитарно-техническим мероприятиям относится вен тиляция рабочих помещений. Операции с особо токсическими веществами должны проводиться в специальных вытяжных шкафах с мощным отсосом или в замкнутой аппаратуре.
В производствах, наиболее опасных в плане возникновения профессиональных отравлений, применяют индивидуальные средства защиты (спецодежда, респираторы, противогазы и др.). Кроме того, большое значение имеет соблюдение правил личной гигиены, для этого на предприятиях имеются душевые комнаты, гардеробные помещения для раздельного хранения спецодежды и личной одежды, прачечные для стирки спецодежды, устройс тва для обеспыливания спецодежды и др. Необходимо подчеркнуть большое значение периодических ме дицинских осмотров в системе профилактических мероприятий и их роль в выявлении ранних и, следовательно, легко излечимых стадий профессиональных отравлений.
Меры оказания первой помощи при острых отравлениях. Эти ме роприятия основаны на трех принципах — этиологическом, патогенетическом и симптоматическом.
Осуществляя первый принцип, необходимо как мож но быстрее прекратить дальнейший контакт с патогенными (этиологическими) факторами, т. е. вынести пострадавшего из загазованного помещения, снять загрязненную токсическими веществами одежду. В то же время следует по возможности удалить яд, проникший в организм, и нейтрализовать его путем использования методов антидотной терапии.
Важнейшее средство патогенетической терапии — это ис пользование кислорода при всех интоксикациях, приводящих к возникновению кислородной недостаточности в организме. Кислород следует применять уже при первых признаках кислородной недостаточности, причем наиболее действенным является раннее и достаточно продолжительное его использование.
Важное место среди лечебных мероприятий, используемых при профессиональных отравлениях, занимает введение глюко зы. Помимо благоприятного влияния глюкозы на обмен веществ и питание сердечной мышцы, она стимулирует гликогенобразовательную функцию печени, которая имеет большое значение в процессе обезвреживания ядов.
Симптоматический принцип оказания первой помощи при острых профессиональных отравлениях заключается в проведении симптоматической терапии, мероприятия которой опре деляются развитием патологического процесса и состоянием пострадавшего. При этом необходимо учитывать специфические противопоказания. Например, при интоксикации удушающими газами противопоказаны средства, возбуждающие дыхатель ный центр (лобелии, карбоген), а также сильнодействующие наркотики.
3. Влияние алкоголизма и табакокурения на здоровье
Алкоголь, или этиловый спирт, является наркотическим ядом, он дей ствует на клетки головного мозга, парализуя их. Доза в 7—8 г чистого спирта на 1 кг веса тела является смертель ной для человека. Алкоголь оказывает на организм глубокое и длительное ослаб ляющее действие. Например, всего 80 г алкоголя действуют целые сутки. Прием даже небольших доз алкоголя понижает работоспособность и ведет к быстрой утомляемости, рассеянно сти, затрудняет правильное восприятие событий.
Некоторые люди считают спиртное чудодейственным лекар ством, способным излечивать чуть ли не все болезни. Между тем исследования специалистов показали, что алкогольные напитки никакими целебными свойствами не обладают. Учеными доказа но и то, что нет безопасных доз алкоголя, уже 100 г водки губят 7,5 тыс. активно работающих клеток головного мозга.
Алкоголь — внутриклеточный яд, разрушающе действующий на все системы и органы человека. В результате систематического употребления алкоголя развивается болезненное пристрастие к нему. Теряется чувство меры и контроль над количеством потреб ляемого алкоголя. Возникающие при опьянении нарушения равновесия, внима ния, ясности восприятия окружающего, координации движений часто становятся причиной несчастных случаев.
Особенно пагубно влияние алкоголя на печень, при длитель ном его употреблении развиваются хронический гепатит и цирроз печени. Алкоголь вызывает нарушения регуляции тонуса сосудов, сердечного ритма, обмена в тканях сердца и мозга, необратимые изменения клеток этих тканей. Гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь серд ца и другие поражения сердечно-сосудистой системы вдвое чаще приводят к смерти у лиц, употребляющих спиртное, чем непьющих. Ал коголь оказывает вредное влияние на железы внутренней секре ции и в первую очередь на половые железы; снижение половой функции наблюдается у 1/3 лиц, злоупотребляющих спиртными напитками. Алкоголизм существенно влияет на структуру смерт ности населения.
Курение табака (никотинизм) — вредная привычка, заключаю щаяся во вдыхании дыма тлеющего табака, это одна из форм токсикомании.
Активным началом табачного дыма является никотин, который практически мгновенно попадает в кровоток через альвеолы лег ких. Кроме никотина, в табачном дыме содержится большое количество продуктов сгорания табачных листьев и веществ, ис пользуемых при технологической обработке, они также оказывают вредное влияние на организм.
Табачный дым, кроме никотина, содержит угарный газ, пиридиновые основания, синильную кис лоту, сероводород, углекислоту, аммиак, эфирные масла и кон центрат из жидких и твердых продуктов горения и сухой перегон ки табака, называемый табачным дегтем. В последнем содержится около сотни химических соединений веществ, в том числе радио активный изотоп калия, мышьяк и ряд ароматических полицикли ческих углеводородов — канцерогенов. Табак вредно действует на организм, и в первую очередь на нервную систему, вначале возбуждая, а затем угнетая ее. Память и внимание ослабевают, работоспособность понижается. Первыми в контакт с табачным дымом вступают рот и носо глотка. Температура дыма в полости рта около 50—60°С. Чтобы ввести дым из полости рта и носоглотки в легкие, курильщик вдыхает порцию воздуха. Температура воздуха, поступающего в рот, примерно на 40° ниже температуры дыма. Перепады темпе ратуры вызывают со временем на эмали зубов микроскопические трещины. Зубы у курильщиков начинают разрушаться раньше, чем у некурящих людей. Нарушение зубной эмали способствует отложению на повер хности зубов табачного дегтя, отчего зубы приобретают желтова тый цвет, а полость рта издает специфический запах. Табачный дым раздражает слюнные железы. Часть слюны куриль щик проглатывает. Ядовитые вещества дыма, растворяясь в слюне, действуют на слизистую оболочку желудка, что может привести в конечном результате к язве желудка и двенадцатиперстной кишки. Постоянное курение сопровождается бронхитом (воспалением бронхов с преимущественным поражением их сли зистой оболочки). Хроническое раздражение табачным дымом голосовых связок сказывается на тембре голоса. Он теряет звон кость и чистоту, что особенно заметно у девушек. В результате поступления дыма в легкие кровь в альвеолярных капиллярах, вместо того чтобы обогатиться кислородом, насыща ется угарным газом, который, соединяясь с гемоглобином, исклю чает часть гемоглобина из процесса нормального дыхания. Насту пает кислородное голодание.
Синильная кислота хронически отравляет нервную систему. Аммиак раздражает слизистые оболочки, снижается сопротивля емость легких к различным инфекционным заболеваниям, в част ности к туберкулезу.
Но основное отрицательное воздействие на организм челове ка при курении оказывает никотин. Никотин — сильный яд. Смертельная доза никотина для чело века составляет 1 мг на 1 кг массы тела, т. е. около 50—70 мг для подростка. Смерть может наступить, если сразу выкурить полпачки сигарет. Начав курить, можно стать рабом этой привычки, медленно и верно уничтожая свое здоровье.
При неполном сгорании органических веществ, содержащих углерод и водород, образуются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Антропогенные ПАУ образуются в результате сгорания топлива, мусора, древесины, нефти и продуктов нефтепереработки, также ПАУ обнаружены в табачном дыме, жареных, копченых и печеных пищевых продуктах. ПАУ насчитывают сотни соединений. И они особенно настораживают, поскольку многие из них являются канцерогенами. Помимо рака, ПАУ вызывают бронхиты, дерматиты.
Фенантрен содержится в сигаретном дыме. Некоторые его алкильные производные являются канцерогенами. 1,2-бензапирен содержится в загрязненном городском воздухе, каменноугольном пеке (14 мг/г), выхлопных газах (4 мкг/м3 или 74 мг/г в конденсате), табачном дыме, (30 мг в дыме одной сигареты), отработанном автомобильном масле (55 мкг/г); 1,2-бензапирен и алкильные производные - сильнодействующие канцерогены. Вторичный дым, т.е. дым в помещении, который вдыхается некурящими, также наносит серьезный вред человеческому организму. Он содержит тяжелые металлы, твердые частицы, монооксид углерода, диоксид углерода и многие другие побочные продукты горения, повсеместно признанные вредными для человека. Поэтому люди, живущие вместе с курильщиком, почти в такой же степени рискуют своим здоровьем, как и он сам. Курящие родители должны понимать, что сигаретный дым наиболее опасен для детей, в том числе для внутриутробного плода.
4. Виды ионизирующих излучений и их влияние на живой организм.
Источники ионизирующих излучений техно генного характера — медицинская аппаратура, используемая для диагностики и лечения, дает до 50% техногенных излучений; промышленные предприятия ядерно-топливного комплекса, а также последствия испытаний ядерного оружия. Это предопределило появление, а затем и нарастание интенсивности такого негативного фактора среды обитания, как ионизирующее излучение (радиация), представляющее зна чительную угрозу для жизнедеятельности человека и требую щее, проведения надежных мер по обеспечению радиационной безопасности работающих лиц и населения.
Ионизирующее излучение — это явление, связанное с радиоактивностью. Радиоактивность — самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровож дающееся испусканием ионизирующих излучений.
В зависимости от периода полураспада различают короткоживущие изотопы, период полураспада которых исчисляется долями секунды, минуты, часами, сутками, и долгоживущие
изотопы, период полураспада которых от нескольких месяцев до миллиардов лет.
В процессе радиоактивного распада выделяются: альфа-частицы, обладающие большой массой и положительным зарядом (ядра гелия), длина их пробега в воздухе со ставляет 2,5 см, в биологической ткани — 31 мкм, в алюминии — 16 мкм. Вместе с тем, для а-частиц характерна высокая удельная плотность ионизации биологической ткани;
бета-частицы (электроны), длина пробега в воздухе составляет 17,8 м, в воде — 2,6 см, а в алю минии — 9,8 мм. Удельная плотность ионизации, создаваемая в-частицами, примерно в 1000 раз меньше, чем для а-частиц той же энергии;
рентгеновское и гамма-излучения (ПЭМП) обладают высо кой проникающей способностью, и длина пробега их в воздухе достигает сотен метров.
Мощность дозы ионизирующего излучения измеряют в Рентген/час. Рентген – это доза гамма-излучения, под действием которой в 1 м3 сухого воздуха, при температуре 00 С и давлении 760 мм.рт.ст. создаются ионы, несущие 1 электростатическую единицу электричества. Доза естественного излучения колеблется от 4 до 12 микрорентген/час.
Степень, глубина и форма лучевых поражений, развиваю щихся среди биологических объектов при воздействии на них ионизирующего излучения, в первую очередь зависят от ве личины поглощенной энергии излучения. Для характеристики этого показателя используется понятие поглощенной дозы, т. е. энергии излучения, поглощенной в единице массы облучаемого вещества.
Единица поглощенной дозы (ПД) Грей (Гр) — это то количество энергии, которое вносится в биологическую ткань или в орган человека ионизирующим излучением. Один Грей равен одному джоулю поглощенной энергии излучения на кг (1 Гр = 1 Дж/1 кг). Ранее величина_поглощенной дозы выражалась в «радах»: 1Гр=100 рад.
Одинаковые по величине поглощенные дозы могут давать разный биологический эффект. Например, 1 Гр, полученный тканью от альфа-излучения, является более повреждаю щим в биологическом отношении, чем 1 Гр от бета-излучения. Для того чтобы верно производить сравнение всех видов ионизирующих излучений в от ношении возможного возникновение вредных
эффектов от облучения, введено понятие — эк вивалентная доза. Она равна произведению поглощенной дозы на коэффициент качества ионизирующего излучения в данном объёме биологической ткани. Единица эквивалентной дозы (ЭД) - Зиверт (Зв).
Ионизирующее излучение — уникальное явление окружа ющей среды, последствия от воздействия которого на организм не предсказуемы. Проникающее в ткани ионизирующее излучение теряет энергию вследствие электрического взаимодействия с электронами атомов, рядом с которыми они пролетают. За триллионные доли секунды от этого атома отрывается электрон, и атом заряжается положительно. Оторвавшийся электрон присоединятся к другому атому, заряжая его отрицательно. Этот процесс называется ионизацией. В течение миллиардных долей секунды ионы участвуют в сложной цепи реакций, образуя свободные радикалы. Они реагируют между собой в течение миллионных долей секунды, вызывая химическую модификацию молекул, важных для нормального функционирования клетки. Затем происходят реакции химически активных веществ с различными биологическими структурами, при которых отмеча ется как деструкция, так и образование новых, несвойственных для облучаемого организма соединений.
Биохимические изменения в клетке могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения, и могут быть как причиной гибели клетки, так и изменений, приводящих к раку или сбою в генетической программе.
Процессы взаимодействия ионизирующих излучений с веществом клетки, в результате которых образуются ионизированные и возбужденные атомы и молекулы, являются пер вым этапом развития лучевого поражения. На следующих этапах развития лучевого поражения про являются нарушения обмена веществ в биологических системах с изменением соответствующих функций.
Однако следует подчеркнуть, что конечный эффект облу чения является результатом не только первичного облучения клеток, но и последующих процессов восстановления. Такое вос становление связано с ферментативными реакциями и обусловлено энергетическим обменом.
Если принять в качестве критерия чувствительности к ионизирующему излучению морфологические изменения, то клетки и ткани организма человека по степени возрастания чувствительности можно расположить в следующем порядке:
нервная ткань;
хрящевая и костная ткань;
мышечная ткань;
соединительная ткань;
щитовидная железа;
пищеварительные железы;
легкие;
кожа;
слизистые оболочки;
половые железы, хрусталик глаза;
лимфоидная ткань, красный костный мозг.
Эффект воздействия источников ионизирующих излуче ний на организм зависит от ряда причин, главными из которых принято считать уровень поглощенных доз, время облучения и мощность дозы, объем тканей и органов, вид излучения.
5.Заболевания, вызываемые действием ионизирующих излу чений
Важнейшие биологические реакции организма человека на действие ионизирующей радиации условно разделены на две группы. К первой относятся острые поражения, ко второй — от даленные последствия, которые, в свою очередь, подразделяются на соматические и генетические эффекты.
При облучении человека дозой менее 1Гр, как правило, отмечаются лишь легкие реакции организма, проявляющиеся в изменении формулы крови, некоторых вегетативных функ ций. За год, от естественных источников излучения, при нормальном радиационном фоне, человек получает 0,01 Гр. Допустимая норма за год – 0,1 Гр. При флюорографии человек получает 0,004 Гр, при рентгене – 0,03 Гр. Однако, т.к. наиболее чувствительными к воздействию радиации являются красный костный мозг и половые железы, временная стерильность наступает при однократной дозе 0,1 Гр, а при получении однократной дозы 0,01 Гр возможно развитие лейкоза (рака крови). Заболевание имеет двухлетний скрытый период, максимум развития наступает через 6-7 лет, смерть через 10 лет.
Острые поражения. В случае одномоментного тотального облучения человека значительной дозой или распределения ее на короткий срок эффект от облучения наблюдается уже в первые сутки, а степень поражения зависит от величины пог лощенной дозы.
При дозах облучения более 1 Гр развивается острая лучевая болезнь, тяжесть течения которой зависит от дозы об лучения. Первая степень лучевой болезни (легкая) возникает при дозах 1-2 Гр, вторая (средней тяжести) — при дозах 2-3 Гр, третья (тяжелая) — при дозах 3-5 Гр и чет вертая (крайне тяжелая) — при дозах более 5 Гр. Дозы однократного облучения 5-6 Гр при отсутствии медицинской помощи считаются абсолютно смертельными.
Лучевая болезнь имеет 4 стадии:
- первичная лучевая реакция начинается после облучения и продолжается до 2-3 суток. Характерны слабость, раздражительность, тошнота, рвота, повышение температуры;
- скрытый период. Самочувствие улучшается. Длится от нескольких дней до месяца. Чем короче этот период, тем хуже исход болезни;
- разгар лучевой болезни. Головная боль, температура достигает 40 0 С, рвота, боли в животе, выпадение волос, кровоизлияния на теле и внутренних органах;
- исход: смерть или выздоровление.
Другая форма острого лучевого поражения проявляется в виде лучевых ожогов. В зависимости от поглощенной дозы ионизирующей радиации имеют место реакции I степени (при дозе до 5 Гр), II (до 8 Гр), III (до 12 Гр) и IV степени (при дозе выше 12 гр), проявляющиеся в разных формах: от выпадения волос, шелушения и легкой пигментации кожи (I степень ожога) до язвенно-некротических поражений и обра зования длительно незаживающих трофических язв (IV степень лучевого поражения).
При длительном повторяющемся внешнем или внутреннем облучении человека в малых, но превышающих допустимые величины дозах возможно развитие хронической лучевой бо лезни.
Отдаленные последствия. К отдаленным последствиям соматического характера относятся разнообразные биологи ческие эффекты, среди которых наиболее существенными яв ляются злокачественные новообразования (рак), катаракта хрусталика глаз и сокращение продолжительности жизни. Первые случаи раз вития злокачественных новообразований от воздействия иони зирующей радиации описаны еще в начале XX столетия. Это были случаи рака кожи кистей рук у работников рентгеновских кабинетов.
Развитие катаракты наблюдалось у лиц, переживших атомные бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки; у физиков, работавших на циклотронах; у больных, глаза которых подвер гались облучению с лечебной целью. Одномоментная катарактогенная доза ионизирующей радиации, по мнению большинства исследователей, составляет около 2 Гр. Скрытый период до появления первых признаков развития поражения обычно со ставляет от 2 до 7 лет.
Сокращение продолжительности жизни в результате воздействия ионизирующей радиации на организм обусловлено ускорением процессов старения и увеличением восприимчивости к инфекциям. По мнению большинства радиобиологов, сокращение про должительности жизни человека при тотальном облучении находится в пределах 1-15 дней на 0,01 Гр.
С 1 января 2000 г. дозы облучения людей в РФ рег ламентируют Нормы радиационной безопасности (НРБ)-99, СП 2.6.1.759-99. Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливают для персонала и населения. Эффективная доза используется в качестве меры риска отдаленных последствий облучения человека. Эффективная доза для персонала равна 20 мЗв в год за любые последующие 5 лет, но не более 50 мЗв в год; для населения — 1 мЗв в год за любые последующие 5 лет, но не более 5 мЗв в год. Мощность дозы, соответствующую естественному фону — 0,1-0,6 мкЗв/ч, принято считать нормальной, свыше 0,6 мкЗв - повышенной.
Соблюдение установленных норм облучения и обеспечение радиационной безопасности персонала предопределяются ком плексом многообразных защитных мероприятий, зависящих от конкретных условий работы с источниками ионизирующих из лучений, и в первую очередь от типа (закрытого или открытого) источника излучения.
Защитные мероприятия, позволяющие обеспечить радиа ционную безопасность при применении закрытых источников, основаны на знании законов распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом. Главные из них следующие:
• доза внешнего облучения прямо пропорциональна интенсивности излучения и времени воздействия;
интенсивность излучений обратно пропорциональна квадрату расстояния;
интенсивность излучения может быть уменьшена с помо щью экранов.
Из этих закономерностей вытекают основные принципы обеспечения радиационной безопасности:
уменьшение мощности источников до минимальных вели чин ("защита количеством");
сокращение времени работы с источниками ("защита временем");
увеличение расстояния от источников до работающего персонала ("защита расстоянием");
экранирование источников излучения материалами, пог лощающими ионизирующие излучения ("защита экранами"). Для защиты от альфа-излучения достаточно экранов из оргстекла, от бета-излучения – из алюминия, карболита, от гамма-излучения и рентгеновского излучения применяют экраны из свинца, вольфрама, стали, железа, бетона, чугуна.
герметизация производственного оборудования для изо ляции процессов, которые могут быть источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду;
мероприятия планировочного характера;
применение санитарно-технических устройств, использование защитных материалов;
использование средств индивидуальной защиты и сани тарная обработка персонала;
Наиболее опасным из всех естественных источников излучения для населения является газ радон, на который приходится 3/4 годовой ин дивидуальной дозы облучения. Радон постоянно поступает в атмосферу из земной коры. Радон в 7,5 раз тяжелее воздуха. В плохо проветриваемых местах (карьеры, овраги, различные понижения рельефа, жилые и производственные здания) концентрация радо на в 5-8 раз выше, чем в местах, хорошо проветриваемых, поэтому основную дозу облуче ния от радона человек получает, находясь у себя дома и на работе. Концентрация радона может меняться в зависимости от этажности здания и характера строительного материала. В кварти рах первого этажа концентрация радона в 2 — 3 раза выше, чем в квартирах верхних этажей этого же дома. Можно уменьшить радиацию, если выбрать дом из таких природных материалов для строительства, как природный гипс, песок, гравий, портландцемент, в которых содержание радия и тория не превышает 30 — 50 Бк/кг. Самое низ кое содержание — в дереве (26 Бк/кг).
Проникновение радона в жилые помеще ния зависит от толщины и целостности межэ тажных перекрытий, от облицовки стен (это уменьшает проникновение газа в 10 раз). Ок лейка стен обоями снижает проникновение радона на 30%. Средняя концентрация радона в ванной комнате в 40 раз выше, чем в жилых комнатах. Естественные радионуклиды содержатся в пищевых продуктах. Это, в основном, калий-40 и радий-226. Больше всего калия-40 со держится в чае, сое, молоке. Радионуклиды цезий-134 и цезий-137 накапливаются в тушках рыб, а стронций-90 в их костях. Основной путь поступления – пищевая цепочка.
Эффективным мероприятием является йодная профилактика. При радиоактивной аварии выделяется йод-131, период полураспада которого составляет 8 дней. Попадая в организм человека с пищей и через дыхательные пути, он локализуется в щитовидной железе. Йодная профилактика проводится для насыщения организма стабильным йодом, и назначается при угрозе загрязнения окружающей среды радиоактивным йодом. 100 мг йода обеспечивают защиту в течение 24 часов. Для этого используют таблетки йодистого калия или активированного йода, настойку йода наружно в виде йодной сетки, раствор Люголя.
Введение стабильного йода за 6 часов до попадания радиоактивного йода обеспечивает почти 100%-ную защиту. Введение в момент поступления радиоактивного йода дает 90%-ную зaщиту, а введение спустя 6 часов после попада ния йода-131 дает только 50%-ную защиту. За щита органов дыхания возможна с помощью носового платка, бумажных салфеток, полотен ца, одежда увеличивает эффективность при ув лажнении. Обычные хлопчатобумажные ткани в качестве фильтров для аэрозолей, газов или паров уменьшают их концентрацию в 10 раз и более. При очистке тела от попавших на него капель жидких радиоактивных веществ мож но пользоваться простой водой. При обработ ке ею удаляется 75% вещества, попавшего на открытые участки тела.
Защита тела направлена на предотвращение осаждения радиоактивных веществ на кожу и волосы. Поэтому защитой могут служить раз личные предметы одежды и головные уборы. Удалять радиоактивные вещества можно с по верхности кожи и механическим путем (пла стырями, тампонами, порошками) и химичес ким путем, являющимся наиболее эффективным сред ством дезактивации (паста "Защита», хозяйственное мыло). Про стая вода также достаточно эффективное сред ство. При об работке раневой поверхности, проведенной че рез 5—10 мин., количество радиоактивных продуктов, удаляемых из раны, может достигать 40 — 50%. Эффективность обработки резко снижается через 30-60 мин после ранения кожи.