Навігація
Головна
 
Головна arrow БЖД arrow Ноксология
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

ПОВСЯКДЕННІ ТЕХНОГЕННІ НЕБЕЗПЕКИ

Техногенні небезпеки - найпоширеніший вид небезпек в сучасному світі. При аналізі їх доцільно класифікувати:

  • 1 ) за часом дії на постійно (періодично) і спонтанно (надзвичайно) діючі;
  • 2) за розмірами сфер впливу на місцеві або локальні (людина, група людей), регіональні і глобальні.

Локально-діючі небезпеки

Постійні локально діючі небезпеки, як правило, виникають від надлишкових матеріальних або енергетичних потоків (викиди речовин, шуми, вібрації, ЕМП тощо на робочих місцях, в зоні експлуатації засобів транспорту і зв'язку, інших об'єктів економіки). Їх вплив характеризується тривалим, а іноді і поєднаним дією зазначених вище факторів. Розглянемо їх докладніше.

Шкідливі речовини. До шкідливих відносяться речовини та сполуки (далі - речовини), які можуть викликати захворювання як у процесі контакту з організмом людини, так і у віддалені терміни життя дійсних і наступних поколінь. Небезпека речовини - це можливість виникнення несприятливих для здоров'я ефектів в реальних умовах виробництва або іншого застосування хімічних сполук.

Хімічні шкідливі речовини (органічні, неорганічні, елементоорганіческіе) в залежності від їх практичного використання поділяються на:

  • • промислові отрути, які використовуються у виробництві, наприклад органічні розчинники (дихлоретан), паливо (пропан, бутан), барвники (анілін);
  • • отрутохімікати, що використовуються в сільському господарстві, наприклад пестициди;
  • • побутові хімікати, які використовуються у вигляді коштів санітарії, особистої гігієни;
  • • біологічні рослинні і тваринні отрути, які містяться в рослинах і грибах, у тварин і комах (змій, бджіл, скорпіонів);
  • • отруйні речовини (ОР), наприклад зарин, іприт, фосген.

Отруйні властивості можуть проявити практично всі речовини, але в більших дозах. До отрут прийнято відносити лише ті, які свою шкідливу дію проявляють в звичайних умовах і у відносно невеликих кількостях.

Шкідливі речовини поділяють на чотири основні категорії за дією на організм людини - токсини, тератогени, канцерогени, мутагени. Токсини негативно діють на фізіологічні системи організму, не зачіпаючи генетичний апарат. Тератогени порушують роботу генетичного апарату, викликаючи вади розвитку (наприклад, наркотики, алкоголь, медикаменти та ін.). Канцерогени зачіпають генетичну програму, викликаючи утворення злоякісних пухлин. Мутагени викликають спадкові пошкодження - мутації. Таким чином, дія токсинів може проявитися негайно, тератогенів і канцерогенів - з деякою затримкою, а наслідки впливу мутагенів можуть позначитися через багато поколінь.

Токсична дія шкідливих речовин характеризується показниками токсикометрії, відповідно до яких речовини підрозділяють на надзвичайно токсичні, високотоксичні, помірно токсичні і малотоксичні. Ефект токсичної дії різних речовин залежить від кількості потрапив в організм речовини, його фізичних властивостей, тривалості надходження, хімізму взаємодії з біологічними середовищами (наприклад, кров'ю). Крім того, ефект залежить від статі, віку, індивідуальної чутливості, шляхів надходження і виведення, розподілу в організмі, а також від метеорологічних умов і інших супутніх чинників навколишнього середовища. Загальна токсикологічна класифікація шкідливих речовин приведена в табл. 2.4.

Токсичний ефект при дії різних доз і концентрацій отрут може проявитися функціональними та структурними змінами або загибеллю організму.

Таблиця 2.4

Токсикологічна класифікація шкідливих речовин

Загальна токсикологічне дію

токсичні речовини

Нервово-паралітичну дію (бронхоспазм, задуха, судоми і паралічі)

Фосфорорганічні інсектициди (хлорофос, карбофос, нікотин і ін.)

Шкірно-резорбтивну дію (місцеві запальні і некротичні зміни з загальтоксичними резорбтівіимі явищами)

Дихлоретан, гексахлоран, оцтова есенція, миш'як і його з'єднання, ртуть і сулема

Загальнотоксичну дію (гіпоксичні судоми, кома, набряк мозку, паралічі)

Синильна кислота і її похідні, чадний газ, алкоголь і його сурогати

Задушливе дійстві (токсичний набряк легенів)

Оксиди азоту та ін.

Сльозоточиву і подразнюючу дію (роздратування зовнішніх слизових оболонок)

Пари міцних кислот і лугів, хлорпікрин

Психотическое дію (порушення психічної активності, свідомості)

наркотики

Летальні дози ( DL) при введенні в шлунок або в організм іншими шляхами і смертельні концентрації ( CL) можуть викликати одиничні випадки загибелі (мінімальні смертельні) або загибель всіх організмів. Як показники токсичності користуються среднесмертельнимі дозами і концентраціями: DL 50, CL 50 - це показники абсолютної токсичності. Среднесмертельная концентрація речовини в повітрі CL 50 - це концентрація речовини, що викликає загибель 50% піддослідних тварин при 2-4-ча-совом інгаляційній дії (мг / м3); среднесмертельная доза при введенні в шлунок (мг / кг) позначається як DL ж50 > среднесмертельная доза при нанесенні на шкіру (мг / кг) - DL k50.

Отруєння (інтоксикації) протікають в гострій, підгострій і хронічній формах. Гострою називається інтоксикація, що розвивається в результаті одноразового або повторного дії речовин протягом обмеженого періоду часу (як правило, до кількох діб). Підгострій називається інтоксикація, що розвивається в результаті безперервного або переривається в часі (інтермітуючого) дії токсиканту тривалістю до 90 діб. Хронічної називається інтоксикація, що розвивається в результаті тривалого (іноді роки) дії токсиканту.

Гострі отруєння частіше бувають груповими і відбуваються в результаті аварій, поломок устаткування і грубих порушень вимог безпеки праці; вони характеризуються короткочасністю дії токсичних речовин, не більше ніж протягом однієї зміни; надходженням в організм шкідливої речовини у відносно великих кількостях - при високих концентраціях в повітрі; помилковому прийомі всередину; сильному забрудненні шкірних покривів. Наприклад, надзвичайно швидке отруєння може настати при впливі парів сірководню високих концентрацій і закінчитися загибеллю від паралічу дихального центру. Оксиди азоту внаслідок загальнотоксичної дії можуть викликати розвиток коми, судоми, різке падіння артеріального тиску.

Хронічні отруєння виникають поступово, при тривалому надходженні отрути в організм у відносно невеликих кількостях. Також отруєння розвиваються внаслідок накопичення маси шкідливої речовини в організмі. Хронічні отруєння органів дихання можуть бути наслідком перенесеної одноразової або декількох повторних гострих інтоксикацій. До отрут, що викликають хронічні отруєння, відносяться хлоровані вуглеводні, бензол, бензини і ін.

Небезпека впливу шкідливої речовини настає при перевищенні його гранично допустимої концентрації (дози) (С> ГДК).

ГДК - це максимальна концентрація шкідливої речовини, яка за певний час впливу не впливає на здоров'я людини і його потомство, а також на компоненти екосистеми та природне співтовариство в цілому.

Поріг шкідливої дії (одноразового гострого Lim ас або хронічного Lim ch) - це мінімальна (порогова) концентрація (доза) речовини, при дії якої в організмі виникають зміни біологічних показників на рівні організму, що виходять за межі пристосувальних реакцій, або прихована (тимчасово компенсована) патологія.

На рис. 2.5 показана залежність виду шкідливого впливу речовини від параметрів токсикометрії.

Про реальну небезпеку гострого отруєння можна судити по відношенню CL 50 / Lim ac : чим менше це відношення, тим

Залежність виду шкідливого впливу речовини від його концентрації (дози)

Мал. 2.5. Залежність виду шкідливого впливу речовини від його концентрації (дози)

більша небезпека гострого отруєння. Показником реальної небезпеки розвитку хронічної інтоксикації є ставлення порогової концентрації (дози) при одноразовому впливі Lim ас до порогової концентрації (дозі) при хронічному впливі Lim ch. Чим більше відношення Lim ac / Lim ch, тим більша небезпека.

Класифікація виробничих шкідливих речовин за ступенем небезпеки наведена в табл. 2.5.

Більшість випадків захворювань і отруєнь пов'язане з надходженням токсичних газів, парів і аерозолів в організм людини головним чином через органи дихання. Цей шлях найбільш небезпечний, оскільки шкідливі речовини надходять через розгалужену систему легеневих альвеол безпосередньо в кров і розносяться по всьому організму. Розвиток загальнотоксичної дії аерозолів в значи-

Таблиця 2.5

Класифікація виробничих шкідливих речовин за ступенем небезпеки

показник

клас небезпеки

перший

другий

третій

четвертий

ГДК шкідливих речовин в повітрі робочої зони, мг / м3

менше 0,1

0,1-1,0

1,1-10

більше 10

Середня смертельна доза при введенні в шлунок DLж50, мг / кг

менше 15

15-150

151 - 5000

більш

5000

Смертельна доза при нанесенні на шкіру DLк50, мг / кг

менш

100

100-500

501 - 2500

більш

2500

Середня смертельна концентрація CL 50 в повітрі, мг / м3

менш

500

  • 500-
  • 5000

5001- 50 000

Більш 50 000

котельної мірою пов'язане з розміром частинок пилу, оскільки пил з частинками розміром до 5 мкм (так звана респірабельна фракція) проникає в глибокі дихальні шляхи, в альвеоли, частково або повністю розчиняється в лімфі і, потрапляючи в кров, викликає інтоксикацію. Дрібнодисперсний пил важко уловлювати; вона повільно осідає, вита в повітрі робочої зони.

Попадання отрут в шлунково-кишковий тракт можливо при недотриманні правил особистої гігієни: їді і курінні без попереднього миття рук. Отруйні речовини можуть всмоктуватися вже з порожнини рота, вступаючи відразу в кров. До таких речовин відносяться всі жиророзчинні сполуки, феноли, ціаніди. Кисле середовище шлунка або слаболужна середу кишечника можуть сприяти посиленню токсичності деяких ситуаціях (наприклад, сульфат свинцю переходить в більш розчинний хлорид свинцю, який легко всмоктується). Попадання отрути (ртуті, міді, цезію, урану) в шлунок може бути причиною поразки його слизової.

Шкідливі речовини можуть потрапляти в організм людини через пошкоджені шкірні покриви, причому не тільки з рідкого середовища при контакті з руками, але і в разі високих концентрацій токсичних парів і газів в повітрі.

Для гігієнічної оцінки ізольованої дії шкідливої речовини на людину зазвичай використовується співвідношення С <ГДК.

На виробництві і в навколишньому середовищі рідко зустрічається ізольоване дію шкідливих речовин; зазвичай працює на виробництві піддається комбінованому впливу чинників однієї природи, частіше за все це ряд хімічних речовин. Комбінована дія - це одночасне або послідовне дію на організм декількох отрут при одному і тому ж шляху надходження.

Розрізняють декілька типів комбінованої дії отрут: адитивного, потенцированного, антагоністичного, незалежного дії.

Адитивна дія - це сумарний ефект суміші, що дорівнює сумі ефектів діючих компонентів. Адитивність характерна для речовин односпрямованої дії, коли компоненти суміші впливають на одні й ті ж системи організму, причому при кількісно однаковою заміні компонентів один одним токсичність суміші не змінюється. Для гігієнічної оцінки повітряного середовища за умови адитивної дії отрут використовують рівняння у вигляді

де - концентрації кожної речовини в повітрі, мг / м3; - гранично допустимі концентрації цих речовин, мг / м3.

Прикладом аддитивности є наркотичну дію суміші вуглеводнів (бензолу і изопропилбензола).

При підсилювати дію (синергизме) компоненти суміші діють так, що одна речовина підсилює дію іншого. Ефект комбінованої дії при синергизме вище адитивного, і це враховується при аналізі гігієнічної ситуації в конкретних виробничих умовах. Потенціювання відзначається при спільній дії діоксиду сірки та хлору; алкоголь підвищує небезпеку отруєння аніліном, ртуттю і деякими іншими промисловими отрутами. Явище потенцирования зазвичай проявляється в разі гострого отруєння.

Антагоністичну дію спостерігається, коли ефект комбінованої дії речовини менш очікуваного. Компоненти суміші діють так, що одна речовина послаблює дію іншого, ефект - менш адитивного. Прикладом може служити знешкоджуючий взаємодія між езерін і атропіном.

При потенціюванні і антагонізмі оцінку сумарного ефекту можна проводити з урахуванням коефіцієнта комбінованої дії за формулою

де при потенціювання; - при антагонізмі; 1, 2, ..., п - номер речовини.

Поряд з комбінованим впливом отрут можливо їх комплексна дія , коли отрути надходять в організм одночасно але різними шляхами (через органи дихання і шлунково-кишковий тракт, органи дихання і шкіру і т.д.).

На виробництві можливо також поєднане дію шкідливих факторів різної природи (фізичних, хімічних), наприклад шкідливих речовин і надлишкової теплоти або підвищеної вологості.

Зони впливу шкідливих речовин різні. У виробничих і побутових умовах вони, як правило, обмежені розмірами приміщення (цех, ділянка) або контурами робочого місця. В умовах надходження шкідливих речовин на виробничі майданчики, території для забудови, міських та природних зон їх вплив визначається параметрами процесу розсіювання речовин в атмосферному повітрі з урахуванням реальної територіальної обстановки, зміни потужності викидів речовин за часом і т.п. Розрахунок розсіювання шкідливих речовин в атмосферному повітрі розглянуто в ОН Д-86.

Вібрації - малі механічні коливання, що виникають в пружних тіла. Залежно від способу передачі коливань людині вібрацію поділяють на загальну, що передається через опорні поверхні на тіло сидить або стоїть людини, і локальну, що передається через руки людини. Вібрація, що впливає на ноги сидячої людини, на передпліччя, що контактують з вібруючими поверхнями робочих столів, також відноситься до локальної.

Загальну вібрацію розглядають в частотному діапазоні з середньогеометричними частотами 1-63 Гц, а локальну в діапазоні 8-1000 Гц. У напрямку дії загальну вібрацію поділяють на вертикальну (спрямовану перпендикулярно опорної поверхні) і горизонтальну (діючу в площині, паралельній опорної поверхні).

Вібрація надає на організм людини різнопланове дію в залежності від спектру, напрямки, місця докладання і тривалості впливу, а також від індивідуальних особливостей людини. Наприклад, вібрація з частотами нижче 1 Гц викликає заколисування (морську хворобу), а слабка гармонійна вібрація з частотою 1-2 Гц викликає сонливість. Частоти вібрації і відповідні шкідливі дії на людину представлені в табл. 2.6.

На рис. 2.6 приведена модель тіла людини, що складається з мас, пружин і демпферів. У такій моделі окремі частини тіла характеризуються власними частотами коливань. При збігу частоти збудження системи з її власною частотою виникає явище резонансу, при якому амплітуда коливань різко зростає. Так, резонанс органів черевної порожнини спостерігається при частотах 4-8 Гц, голова виявляється в резонансі на частоті 25 Гц, а очні яблука - на частоті 50 Гц.

Таблиця 2.6

Симптоми і частотні діапазони шкідливого впливу вібрації на людину

Симптоми дії вібрації

Частота, Гц

заколисування

Резонансні коливання тіла

Утруднене дихання

Вплив на зір

Вплив на серцево-судинну систему

Погіршення координації рук і опори на ступні

Погіршення якості роботи людини - оператора

Нагрівання тканин, руйнування клітин

Вхідні в резонанс органи нерідко викликають хворобливі відчуття, пов'язані, зокрема, з розтягуванням сполучних утворень, що підтримують вібруючий орган.

Вплив вібрації на людину має негативні наслідки, що послужило підставою для виділення вібраційної хвороби в якості самостійного захворювання. Симптоми вібраційної хвороби багатогранні і проявляються в порушенні роботи серцево-судинної і нервової систем, ураженні м'язових тканин і суглобів, порушення функцій опорно-рухового апарату.

Коливання сидячої людини на частотах 8-10 Гц є причиною широкого поширення захворювань хребта. Так у автомобілістів-професіоналів, трактористів, пілотів літаків грижі міжхребцевих дисків зустрічаються в кілька разів частіше, ніж у осіб сидячих професій, що не піддаються вібрації.

При роботі з ручними машинами на тіло людини через руки передається локальна вібрація. Локальна вібрація може викликати в організмі людини ефекти загального характеру типу головного болю, нудоти і т.д., але крім цього вона впливає на процес кровообігу і на нервові закінчення в пальцях рук. Це викликає побіління пальців,

Модель тіла людини і резонанси окремих його частин

Мал. 2.6. Модель тіла людини і резонанси окремих його частин

втрату їх чутливості, оніміння, відчуття поколювання. Ці явища посилюються на холоді, але на перших порах відносно швидко проходять. При тривалому впливі вібрації патологія може стати незворотною і приводити до необхідності зміни професії. В особливо запущених випадках може мати місце навіть гангрена.

Терміни появи симптомів вібраційної хвороби залежать від рівня і часу впливу вібрації протягом робочого дня. Так у формувальників, бурильників, рихтувальників захворювання починає розвиватися через 8-12 років роботи.

Вплив ручних машин на людину залежить від багатьох чинників: типу машини (ударні машини більш небезпечні, ніж машини обертального типу), твердості оброблюваного матеріалу, напрямки вібрації, сили обхвату інструменту. Шкідливий вплив вібрації посилюється при м'язової навантаженні, несприятливих умовах мікроклімату (знижена температура і підвищена вологість).

Частку хворих на вібраційну хворобу (%) в залежності від професії і стажу роботи характеризують дані Ю. М. Васильєва:

Стаж роботи, років

5

10

15

20

25

Слюсар

0

0

4

21

54

формувальник

0,5

2,3

14

40

72

Обрубник

0

11

49

86

89

На практиці зазвичай мають справу із змішаною вібрацією, що містить як періодичні, так і випадкові компоненти.

Найпростішим видом коливальних процесів є гармонійні коливання. При цьому величина, що коливається w, що представляє собою параметр коливань, змінюється в часі t за гармонійним законом

де - амплітуда і фаза коливань; ω - кругова частота ( - циклічна частота; Т - період коливань). Циклічну частоту / вимірюють в герцах (Гц), а кутову частоту ω - в рад / с.

Як параметри, що оцінюють вібрацію, може служити вібропереміщення і (м) або її похідні: віброшвидкість V (м / с) і віброприскорення а (м / с2). Якщо віброшвидкість змінюється але гармонійним законом з амплітудою A , то з цим законом будуть підкорятися і два інших параметра. При цьому амплітуди віброприскорення і віброперемещенія пов'язані з амплітудою співвідношеннями

При аналізі вібрації зазвичай розглядають не амплітудні, а середні квадратичні значення, що визначаються осреднением за часом коливається величини на відрізку Т :

Так як значення параметрів вібрації можуть змінюватися в широких межах, то на практиці часто використовуються логарифмічні рівні вібрації. Логарифмічна одиниця називається бел (Б), а її десята частина децибел (дБ). При цьому логарифмический рівень вібрації (в дБ), визначається за формулою

де - середнє квадратичне значення розглянутого параметра вібрації; w 0 - порогове значення відповідного параметра.

Для виброскорости порогове значення дорівнює 5 • 10-8 м / с.

При аналізі вібрації з широким спектром доцільно розбити вісь частот на відрізки (смуги частот) і обчислювати рівні вібрацій для кожної такої смуги. З цією метою використовуються спеціальні фільтри, смуга пропускання яких визначається граничними частотами і . Як правило, це октавні фільтри, для яких відношення , або третьоктавні фільтри із смугою в три рази більше вузької.

Для октавних смуг отримані наступні значення середніх геометричних частот: = 1, 2, 4, 8, 16, 31, 5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Верхні і нижні частоти октавних смуг визначаються наступними співвідношеннями: і

Акустичний шум - безладні звукові коливання в атмосфері. Поняття акустичного шуму пов'язано зі звуковими хвилями (звуками), під якими розуміють що поширюються в навколишньому середовищі і сприймаються вухом людини пружні коливання в частотному діапазоні від 20 Гц до 20 кГц.

Шум впливає на весь організм людини. Шум з рівнем звукового тиску до 30-35 дБ звичний для людини і нс турбує його. Підвищення цього рівня до 40-70 дБ в умовах середовища проживання створює значне навантаження на нервову систему, викликаючи погіршення самопочуття, а при тривалій дії може бути причиною неврозів. Вплив шуму рівнем понад 75 дБ може привести до втрати слуху - професійної приглухуватості. При дії шуму високих рівнів (більше 140 дБ) можливий розрив барабанних перетинок, контузія, а при ще більш високих (більше 160 дБ) і смерть.

Шумовий вплив, що супроводжується пошкодженням слухового аналізатора, виявляється повільно прогресуючим зниженням слуху. У деяких осіб серйозне шумове пошкодження слуху може настати вже в перші місяці дії, у інших - втрата слуху розвивається поступово. Зниження слуху на 10 дБ практично невідчутно, на 20 дБ - починає серйозно заважати людині, так як порушується здатність чути важливі звукові сигнали, настає ослаблення розбірливості мови.

Результати впливу підвищеного виробничого шуму наведені в табл. 2.7.

Результати оцінки втрати слуху (Δ L ) у ткаль наведені на рис. 2.7.

Промисловий шум є не єдиною причиною втрати слуху. Крім цього незворотні втрати слуху наступають і зі збільшенням віку (рис. 2.8). Зазвичай це явище починається у віці приблизно 30 років у чоловіків і 35 років у жінок з втрати чутливості слуху до високих частот. З роками воно поширюється на більш низькі частоти, досягаючи мовного діапазону 500- 3000 Гц.

Звукові хвилі виникають при порушенні стаціонарного стану середовища внаслідок наявності в ній будь-ли-

Таблиця 2.7

Вплив шуму на працюючих

Еквівалентний рівень звуку, дБА

80

90

90

90

100

100

100

110

110

110

Стаж роботи, років

25

5

15

25

5

15

25

5

15

25

Частка хворих приглухуватістю, %

0

4

14

17

12

37

43

26

71

78

Втрата слуху у ткаль при стажі роботи

Мал. 2.7. Втрата слуху у ткаль при стажі роботи:

1 - 4 роки; 2 - 8 років; 3 - 16 років

Втрата слуху на різних частотах в залежності від віку

Мал. 2.8. Втрата слуху на різних частотах в залежності від віку

бо обурює впливу. Швидкість, з якою поширюється звукова хвиля, називається швидкістю звуку. Швидкість звуку с, м / с, залежить тільки від характеристик середовища поширення і може змінюватися в дуже широких межах . В повітрі при температурі 20 ° С швидкість звуку становить 340 м / с, де р - щільність середовища кг / м3, К - модуль об'ємної пружності середовища, Па.

Будь-яке коливальний рух характеризується частотою і періодом коливань Т. Період коливань відповідає часового інтервалу, через який в кожній точці простору тимчасове розвиток коливань буде повторюватися. Цьому часового інтервалу буде відповідати просторовий інтервал повторення хвильової картини, так звана довжина хвилі λ, м, визначається співвідношенням 'В частотному діапазоні звукових коливань довжини хвиль змінюються від декількох десятків метрів до декількох сантиметрів.

Область простору, в якій поширюються звукові хвилі, називається звуковим полем. У кожній точці звукового поля тиск і швидкість руху частинок повітря змінюються в часі. Різниця між миттєвим значенням повного тиску та середнім тиском, яке спостерігається в невозмущенной середовищі, називається звуковим тиском р, вимірюваним в Па. Так як звуковий тиск є функція часу, то для його оцінки використовується осредненной величина, а саме середній квадрат звукового тиску, що отримується осреднением миттєвих значень р 2 на деякому інтервалі часу . Таке осреднение здійснюється і в нашому слуховому апараті (час осереднення складає порядку декількох мілісекунд).

При поширенні звукової хвилі відбувається перенесення енергії, який характеризується інтенсивністю звуку I , Вт / м2. Інтенсивність пов'язана зі звуковим тиском наступним співвідношенням:

Величини звукового тиску і інтенсивності звуку, з якими доводиться мати справу в практиці боротьби з шумом, можуть змінюватися в широких межах: але тиску до 108 разів, за інтенсивністю до 1016 разів. Оперувати такими цифрами незручно. З'ясовано, що відчуття людини, що виникають при різного роду подразненнях, зокрема при шумі, пропорційні логарифму кількості енергії подразника. Тому були введені логарифмічні величини - рівні звукового тиску і інтенсивності.

Рівень інтенсивності звуку (дБ) визначають за формулою

де - гранична інтенсивність звуку, відповідна порогу чутності на частоті 1000 Гц ( Вт / м2).

Рівень звукового тиску (дБ) визначають за формулою

де - граничне звуковий тиск, Па на частоті 1000 Гц.

Граничні значення звукового тиску і інтенсивність звуку пов'язані співвідношенням

де - щільність повітря і швидкість звуку при нормальних атмосферних умовах.

Величину рівня інтенсивності застосовують при отриманні формул акустичних розрахунків, а рівня звукового тиску - для вимірювання шуму і оцінки його впливу на людину, оскільки орган слуху чутливий ні до інтенсивності, а до середньоквадратичного тиску. Зв'язок між рівнем інтенсивності і рівнем звукового тиску визначається виразом

При нормальних атмосферних умовах .

У тому випадку, коли в розрахункову точку потрапляє шум від декількох джерел, сумарний рівень шуму визначається за формулою

де - рівні звукового тиску або рівні інтенсивності, створювані кожним джерелом.

Якщо є п однакових джерел шуму з рівнем звукового тиску L, створюваним кожним джерелом, то сумарний рівень шуму (дБ) становить

З цієї формули видно, що два однакових джерела спільно створять рівень на 3 дБ більший, ніж кожне джерело окремо.

Шуми прийнято класифікувати по їх спектральним і тимчасовим характеристикам. Залежно від характеру спектра шуми бувають тональними, в спектрі яких є чутні дискретні тони, і широкосмуговими - з безперервним спектром шириною більше однієї октави.

За часовими характеристиками шуми поділяють на постійні, рівень звуку яких за 8-годинний робочий день змінюється в часі не більше ніж на 5 дБА, і непостійні, для яких ця зміна більше 5 дБА. У свою чергу, непостійні шуми ділять на коливаються в часі, переривчасті і імпульсні.

У табл. 2.8 наведені показники звукового тиску і рівні, створювані характерними джерелами шуму.

При впливі ударної хвилі на людину і тварин вважається безпечним надлишковий тиск у фронті ударної хвилі 10 кПа і менше. Легкі поразки (дзвін у вухах, запаморочення, головний біль) наступають при надмірному тиску 20-40 кПа. Ураження середньої важкості (контузії головного мозку, пошкодження органів слуху, кровотечі з носа і вух) виникають при надмірному тиску 40-60 кПа.

Будь-яке джерело шуму характеризується, перш за все, звуковий потужністю. Звукова потужність джерела Р - це загальна кількість звукової енергії, випромінюваної источ-

Таблиця 2.8

Показники звукового нуля деяких джерел шуму

Звуковий тиск, Па

Рівень звуку, дБА '

Джерела шуму і відстань до нього

2000

160

Старт балістичної ракети, 100 м

200

140

Зліт реактивного літака, 15 м

20

120

У штамповочном цеху

2

100

Відбійний молоток, 1 м

0,2

80

Автомобіль, 7 м

0,02

60

Звичайна мова, 1 м

0,002

40

В читальному залі

0,0002

20

Шепіт, 1 м

ніком шуму в навколишній простір за одиницю часу. Якщо оточити джерело шуму замкнутою поверхнею площею S, то звукова потужність Р джерела (Вт) складе

де - нормальна до поверхні складова інтенсивності.

Якщо вважати джерело шуму точковим, то величину середньої інтенсивності звуку на поверхні цієї сфери (Вт / м2) можна визначати за формулою

Цей вислів передбачає випромінювання шуму в усіх напрямках однаковим, що справедливо для точкового джерела, розміри якого малі в порівнянні з випромінюваними їм хвилями. Однак джерела шуму часто випромінюють звукову енергію нерівномірно за всіма напрямами, тобто мають певну спрямованістю випромінювання. Ця нерівномірність випромінювання характеризується коефіцієнтом Ф - фактором спрямованості, що показує відношення інтенсивності звуку, що створюється спрямованим джерелом в даній точці I , до інтенсивності , яку розвинув би в цій же точці джерело, що має ту ж звукову потужність і випромінює звук в сферу однаково. Фактор спрямованості розраховують за формулою

Шумовими характеристиками, які вказуються в поданій до машини технічної документації, є:

  • 1) рівні звукової потужності шуму в октавних смугах частот з середньогеометричними частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц;
  • 2) характеристики спрямованості випромінювання шуму машиною.

Рівні звукової потужності (дБ) встановлюють але аналогії з рівнем інтенсивності звуку:

де Р - звукова потужність, Вт; - порогова звукова потужність, Вт.

Проводить акустичні розрахунків необхідно для оцінки очікуваних рівнів шуму на робочих місцях або, наприклад, в районі житлової забудови. Це дозволяє ще на стадії проектування розробити такі заходи, щоб цей шум не перевищував допустимі рівні. Завдання акустичного розрахунку - це:

  • • визначення шуму в розрахунковій точці за заданими характеристиками джерела шуму;
  • • розрахунок необхідного зниження шуму.

Залежно від того, де знаходиться розрахункова точка - у відкритому просторі чи в приміщенні, - застосовують різні розрахункові формули.

При дії джерела шуму зі звуковою потужністю Р (рис. 2.9) інтенсивність шуму I в розрахунковій точці відкритого простору визначається виразом

Розрахунок шуму для відкритого простору

Мал. 2.9. Розрахунок шуму для відкритого простору

де Ф - фактор спрямованості; S - площа поверхні, що проходить через розрахункову точку, на яку розподіляється яку випромінює звукова енергія.

Зокрема, для півсфери це відповідає площі поверхні (тут r - відстань між джерелом звуку і точкою спостереження); k- коефіцієнт, що показує, у скільки разів слабшає шум на шляху поширення при наявності перешкод і загасання в повітрі, . Якщо в атмосферному повітрі відстань від джерела до розрахункової точки не більше 50 м, то можна вважати, що .

У логарифмічною формі вираження для визначення інтенсивності шуму в розрахунковій точці відкритого простору можна записати у вигляді

де м2.

У будинках до шуму, проникаючого зовні, додається ще і структурний шум, що поширюється по стінах і конструкціях. Він з'являється при роботі ліфта, насосів, при проведенні ремонтів і т.п.

При роботі джерела шуму в приміщенні звукові хвилі багато разів відбиваються від стін, стелі і різних предметів. Відображення можуть збільшити шум в приміщеннях на 10-15 дБ в порівнянні з шумом того ж джерела на відкритому повітрі.

Інтенсивність звуку I в розрахунковій точці приміщення (рис. 2.10) складається з інтенсивності прямого звуку ,

Розрахунок рівня шуму в приміщенні

Мал. 2.10. Розрахунок рівня шуму в приміщенні

йде безпосередньо від джерела, і інтенсивності відбитого звуку :

де В - постійна переміщення, В = А ( 1 - АСР); А - еквівалентна площа поглинання, А = а ср5 "; АСР - середній коефіцієнт звукопоглинання внутрішніх поверхонь приміщення площею S n. Коефіцієнт звукопоглинання а = АюглАіад "де / 1ЮГЛ і / пад - відповідно інтенсивність поглиненої і падаючого звуку. Величина ос <1.

Поблизу джерела шуму його рівень визначається в основному прямим звуком, а при видаленні від джерела - відбитим. У виробничих приміщеннях величина АСР рідко перевищує 0,3-0,4. У цих випадках постійна приміщення В може бути без великих похибок прийнята рівною еквівалентної площі звукопоглинання Л, тобто В ~ А.

Вираз для визначення рівня звукового тиску L n в розрахунковій точці приміщення в логарифмічною формі має вигляд

Якщо джерело шуму і розрахункову точку поділяють будь-які перешкоди, наприклад перегородки, кабіни і т.п., то в цю формулу потрібно додати зі знаком мінус величину зниження рівня звукової потужності.

Співвідношення між рівнями звукового тиску в розрахунковій точці для приміщення і відкритого простору має вигляд

де AL n - добавка, обумовлена впливом в розрахунковій точці відбитого звуку. Залежно від розташування розрахункової точки і значення коефіцієнта АСР ця добавка може досягати значень 15 дБ.

Інфразвук - звукові коливання, які не перевищують по частоті 20 Гц, тобто нижню межу слухового сприйняття людини.

Інфразвукові коливання виникають в різноманітних умовах і можуть бути обумовлені як природними явищами, наприклад обдування вітром будівель, металевих конструкцій, так і роботою різних машин і механізмів. Високі рівні інфразвуку виникають поблизу працюючих віброплощадок, в салонах автомобілів, що рухаються зі швидкостями близько 100 км / ч. Існує безліч природних джерел інфразвуку: виверження вулканів, смерчі, шторми. Відомо, що перед землетрусом люди і особливо тварини відчувають почуття занепокоєння. Шторми також надають на людей негативний вплив.

Інфразвук навіть невеликої потужності діє болісно на вуха, змушує коливатися внутрішні органи, тому людині здається, що всередині нього все вібрує. Саме інфразвуки, по всій видимості, є однією з головних причин важкої і невиліковним втоми жителів міст і працівників галасливих підприємств. Вплив інфразвуку може призводити до відчуття запаморочення, млявості, втрати рівноваги, нудоти. Було встановлено, що льотчики і космонавти, піддані дії інфразвуку, вирішували прості арифметичні задачі повільніше, ніж зазвичай.

Можна виділити дві найбільш небезпечні для людини зони впливу інфразвуку, що визначаються його рівнем і часом впливу.

Перша зона - смертельне вплив інфразвуку при рівнях, що перевищують 185 дБ з експозицією понад 10 хв.

Друга зона - дія інфразвуку з рівнями від 185 до 145 дБ - викликає ефекти, явно небезпечні до людини.

Дія інфразвуку з рівнями нижче 120 дБ, як правило, не призводить до будь-яких значних наслідків.

Ультразвук знаходить широке застосування в медицині, машинобудуванні та металургії. За способом розповсюдження ультразвук поділяють на повітряний і контактний. За частотному спектру ультразвук класифікують на: низькочастотний - коливання 1,25 • 104 -1,0-105 Гц і високочастотний - понад 1,0-105 Гц. У медицині застосовують ультразвукові дослідження з частотою до 3 • 106 Гц.

Низькочастотні ультразвукові коливання добре поширюються в повітрі. Біологічний ефект впливу їх на організм залежить від інтенсивності, тривалості впливу та розмірів поверхні тіла, що піддається дії ультразвуку. Тривале систематичне вплив ультразвуку, що поширюється в повітрі, викликає функціональні порушення нервової, серцево-судинної та ендокринної систем, слухового і вестибулярного аналізаторів. У працюючих на ультразвукових установках відзначають виражену судинну гіпотонію, зниження електричної активності серця і мозку. Зміни ЦНС в початковій фазі проявляються порушенням рефлекторних функцій мозку (почуття страху в темряві в обмеженому просторі, різкі напади з почастішанням пульсу, надмірною пітливістю, спазми в шлунку, кишечнику, жовчному міхурі). Найбільш характерні скарги на різке стомлення, головний біль і відчуття тиску в голові; утруднення при концентрації уваги, гальмування розумового процесу, безсоння.

Контактна вплив високочастотного ультразвуку на руки призводить до порушення капілярного кровообігу в кистях рук, зниження больової чутливості. Встановлено, що ультразвукові коливання можуть викликати зміни кісткової структури з розрідженням щільності кісткової тканини. При контактної передачі ультразвуку на руки зареєстровані професійні захворювання.

Неіонізуючі електромагнітні поля і випромінювання. Електромагнітна взаємодія характерно для заряджених частинок. Переносником енергії між такими частинками є фотони електромагнітного поля або випромінювання. Довжина електромагнітної хвилі (м) в повітрі пов'язана з її частотою f (Гц) співвідношенням λ f = с, де с - швидкість світла.

Електромагнітні поля і випромінювання поділяють на неіонізуючі, в тому числі лазерне випромінювання, і іонізуючі. Неіонізуючі електромагнітні поля (ЕМП) і випромінювання (ЕМВ) мають спектр коливань з частотою до 1021 Гц.

Неіонізуючі електромагнітні поля природного походження є постійно діючим фактором. До них відносяться: атмосферну електрику, радіовипромінювання Сонця і галактик, електричні і магнітні поля Землі.

В умовах техносфери діють також неіонізуючі техногенні джерела електричних і магнітних нулів і випромінювань. Їх класифікація приведена в табл. 2.9.

Застосування техногенних ЕМП і ЕМІ різних частот систематизовано в табл. 2.10.

Основними джерелами електромагнітних полів радіочастот є радіотехнічні об'єкти (РТО), телевізійні і радіолокаційні станції (РЛС), термічні цехи і ділянки (в зонах, прилеглих до підприємств). ЕМП промислової частоти найчастіше пов'язані з високовольтними лініями (ВЛ) електропередачі, джерелами магнітних полів, що застосовуються на промислових підприємствах.

Таблиця 2.9

Класифікація неіонізуючих техногенних випромінювань

показник

діапазон частот

довжина хвилі

статична нулі

Електричне

-

-

магнітне

-

-

Електромагнітне поле

Електромагнітне поле промислової частоти

50 Гц

-

Електромагнітне випромінювання радіочастотного діапазону (ЕМВ РЧ)

Від 10 кГц до 30 кГц

30 км <λ <10 км

Від 30 кГц до 3 МГц

100 м <λ <10 км

Від 3 МГц до 30 МГц

10 м <λ <100 м

Від 30 МГц до 50 МГц

6 м <λ <10 м

Від 50 МГц до 300 МГц

1 м <λ <6 м

Від 300 МГц до 300 ГГц

1 мм <λ <1 м

Зони з підвищеними рівнями ЕМП, джерелами яких можуть бути РТО і РЛС, мають розміри до 100-150 м. При цьому всередині будівель, розташованих в цих зонах, щільність потоку енергії, як правило, перевищує допустимі значення.

Значну небезпеку становлять магнітні поля, що виникають в зонах, прилеглих до електрифікованих залізницях. Магнітні нуля високої інтенсивності виявляються навіть в будівлях, розташованих в безпосередній близькості від цих зон.

У побуті джерелами ЕМП і випромінювань є телевізори, дисплеї, печі СВЧ і інші пристрої. Електростатичні поля в умовах зниженої вологості (менше 70%) створюють паласи, накидки, фіранки і т.д. Мікрохвильові печі в промисловому виконанні не становлять небезпеки, проте несправність їх захисних екранів може істотно підвищити витоку електромагнітного випромінювання. Екрани телевізорів і дисплеїв як джерела електромагнітного випромінювання в побуті не є небезпечними навіть при тривалому впливі па людини, якщо відстані від екрану перевищують 30 см.

Найбільш несприятлива електромагнітна обстановка формується при розміщенні антенних систем на обмежених територіях (наприклад, аеропорти, де щільності потоку енергії досягають 1500-2000 мкВт / см2).

Мобільний зв'язок і широка система базових станцій істотно змінили електромагнітне поле (ЕМП) в навколишньому середовищі і посилили його вплив на людину. В даний час негативний вплив стільникових телефонів на людину активно вивчається.

У 2011 р Міжнародне агентство з вивчення раку і ВООЗ вперше визнали, що мобільні телефони можуть провокувати розвиток злоякісних пухлин у людини.

Таблиця 2.10

Застосування електромагнітних полів і випромінювань

Частота ЕМІ і ЕМІ

Технологічний процес, установка, галузь

> 0 до 300 Гц

Електроприлади, в тому числі побутового призначення, високовольтні лінії електропередачі, трансформаторні підстанції, радіозв'язок, наукові дослідження, спеціальний зв'язок

0,3-3 кГц

Радіозв'язок електропередачі, індукційний нагрів металу, фізіотерапія

3-30 кГц

Сверхдлінноволновая радіозв'язок, індукційний нагрів металу (гарт, плавка пайка), фізіотерапія, У 3-установки

30-300 кГц

Радіонавігація, зв'язок з морськими і повітряними судами, довгохвильова радіозв'язок, індукційний нагрів металів, електрокоррозіонная обробка, ВДТ, УЗ-установки

0,3-3 МГц

Радіозв'язок і радіомовлення, радіонавігації, індукційний і діелектричний нафев матеріалів, медицина

3-30 МГц

Радіозв'язок і радіомовлення, діелектричний нагрів, медицина, нагрів плазми

30-300 МГц

Радіозв'язок, телебачення, медицина (фізіотерапія, онкологія), діелектричний нагрів матеріалів, нагрів плазми

0,3-3 ГГц

Радіолокація, радіонавігація, радіотелефонний зв'язок, телебачення, мікрохвильова піч, фізіотерапія, нагрів і діагностика плазми

3-30 ГГц

Радіолокація і супутниковий зв'язок, метеолокація, мобільна і радіорелейний зв'язок, нафев і діагностика плазми, радіоспектроскопія

30-300 ГГц

Радари, супутниковий зв'язок, радіометеорологія, медицина (фізіотерапія, онкологія)

Раніше ВООЗ утримувалася від офіційних висновків з приводу мобільних телефонів, але після опублікування даних досліджень, в яких брали участь 13 країн, визнала їх потенційну небезпеку. Ознаки поразки, на думку деяких дослідників, можуть проявитися не відразу, а через 15-20 років. Кількість людей з пухлинами головного мозку може істотно вирости.

У нормативах РФ тимчасові допустимі інтенсивності впливу ЕМП від стільникового радіозв'язку наступні: опромінення населення від базових станцій - 10 мкВт / см2; опромінення користувачів мобільних телефонів - 100 мкВт / см2.

Електростатичне поле (ЕСП) повністю характеризується напруженістю електричного поля Е (В / м). Постійне магнітне поле (ІМП) характеризується напруженістю магнітного поля Н (А / м), при цьому в повітрі 1 А / м ~ 1,25 мкТл, де Тл - тесла (одиниця напруженості магнітного поля).

ЕМП характеризується безперервним розподілом в просторі, здатністю поширюватися зі швидкістю світла, впливати на заряджені частинки і струми. ЕМП є сукупністю двох взаємопов'язаних змінних полів - електричного і магнітного, які характеризуються відповідними векторами напруженості Е (В / м) і Н (А / м).

Залежно від взаємного розташування джерела електромагнітного випромінювання і місця перебування людини необхідно розрізняти ближню зону (зону індукції), проміжну зону і далеку зону (хвильову зону) або зону випромінювання. При випромінюванні від джерел (рис. 2.11) ближня зона простягається на відстань λ / 2π, т. Е. Приблизно на 1/6 довжини хвилі. Дальня зона починається з відстаней, рівних λ • 2π, тобто з відстаней, рівних приблизно шести довжинах хвилі. Між цими двома зонами розташовується проміжна зона.

У зоні індукції, в якій ще нс сформувалася біжить електромагнітна хвиля, електричне і магнітне поля слід вважати незалежними один від одного, тому цю зону можна характеризувати електричної і магнітної складовими електромагнітного поля. Співвідношення між ними в цій зоні може бути найрізноманітнішим. Для проміжної зони характерно наявність як поля індукції, так і розповсюджується електромагнітної хвилі. Для хвильової зони (зони випромінювання) характерно палі-

Зони, що виникають навколо елементарного джерела ЕМІ

Мал. 2.11. Зони, що виникають навколо елементарного джерела ЕМІ

чие сформованого ЕМП, що поширюється у вигляді біжить електромагнітної хвилі. У цій зоні електрична і магнітна складові змінюються синфазно і між їх середніми значеннями за період існує постійне співвідношення

де - хвильовий опір, Ом; - електрична постійна; μ - магнітна проникність середовища.

Коливання векторів Е і Н відбуваються у взаємно перпендикулярних площинах. У хвильової зоні вплив ЕМП визначається щільністю потоку енергії, яку переносять електромагнітної хвилею. При поширенні електромагнітної хвилі в провідному середовищі вектори Е і H пов'язані співвідношенням

де ω - кругова частота електромагнітних коливань, Гц; у - питома електропровідність речовини екрану; г - глибина проникнення електромагнітного поля.

При поширенні ЕМП в вакуумі або в повітрі, де рв = 377 Ом, Е = 377Я. Електромагнітне поле несе енергію, яка визначається щільністю потоку енергії (1 = ЕН (Вт / м2)), яка показує, скільки енергії протікає за 1 з крізь площадку в 1 м2, розташовану перпендикулярно руху хвилі.

При випромінюванні сферичних хвиль щільність потоку енергії в хвильової зоні може бути виражена через потужність , що підводиться до випромінювача:

де R - відстань до джерела випромінювання, м.

Вплив електромагнітних полів на людину залежить від напруженостей електричного і магнітного полів, потоку енергії, частоти коливань, наявності супутніх факторів, режиму опромінення, розміру опромінюваної поверхні тіла і індивідуальних особливостей організму. Встановлено також, що відносна біологічна активність імпульсних випромінювань вище безперервних. Небезпека впливу посилюється тим, що воно не виявляється органами чуття людини.

Вплив електростатичного нуля (ЕСП) на людину пов'язане з протіканням через нього слабкого струму (кілька мікроампер). При цьому електротравм ніколи не спостерігається. Однак внаслідок рефлекторної реакції на електричний струм (різке відсторонення від зарядженого тіла) можлива механічна травма при ударі об поруч розташовані елементи конструкцій, падіння з висоти і т.д. Дослідження біологічних ефектів показало, що найбільш чутливі до електростатичного поля ЦНС, серцево-судинна система, аналізатори. Люди, що працюють в зоні впливу ЕСП, скаржаться на дратівливість, головний біль, порушення сну та ін.

Магнітні поля (МП) може бути постійним (від штучних магнітних матеріалів) і імпульсним. Ступінь впливу МП на працюючих залежить від його максимальної напруженості в просторі магнітного пристрою або в зоні впливу штучного магніту. Доза, отримана людиною, залежить від розташування по відношенню до МП і режиму праці. При дії змінного магнітного поля спостерігаються характерні зорові відчуття, які зникають в момент припинення дії. При постійній роботі в умовах хронічного впливу МП, що перевищують гранично допустимі рівні, спостерігаються порушення функцій ЦНС, серцево-судинної і дихальної систем, шлунково-кишкового тракту, зміни в крові. Тривала дія призводить до розладів, які суб'єктивно виражаються скаргами на головний біль у скроневій і потиличній області, млявість, розлад сну, зниження пам'яті, підвищену дратівливість, апатію, болі в області серця.

При постійному впливі ЕМП промислової частоти спостерігаються порушення ритму і уповільнення частоти серцевих скорочень. У працюючих в зоні ЕМП промислової частоти можуть спостерігатися функціональні порушення ЦНС і серцево-судинної системи, а також зміни в складі крові.

При впливі ЕМП радіочастотного діапазону атоми і молекули, з яких складається тіло людини, поляризуються. Полярні молекули (наприклад, води) орієнтуються у напрямку поширення електромагнітного нуля; в електролітах, якими є рідкі складові тканин, крові тощо, після впливу зовнішнього поля з'являються іонні струми. Змінне електричне поле викликає нагрівання тканин людини як за рахунок змінної поляризації діелектрика (сухожилля, хрящі і т.д.), так і за рахунок появи струмів провідності. Тепловий ефект є наслідком поглинання енергії електромагнітного поля. Чим більше напруженість поля і час впливу, тим сильніше виявляються зазначені ефекти. Надлишкова теплота відводиться до певної межі шляхом збільшення навантаження на механізм терморегуляції. Однак, починаючи з величини I = 10 мВт / см2, званої тепловим порогом , організм не справляється з відведенням утворюється теплоти, і температура тіла підвищується, що приносить шкоду здоров'ю.

Найбільш інтенсивно електромагнітні поля впливають на органи з великим вмістом води. При однакових значеннях напруженості поля коефіцієнт поглинання в тканинах з високим вмістом води приблизно в 60 разів вище, ніж в тканинах з її низьким вмістом. Зі збільшенням довжини хвилі глибина проникнення електромагнітних хвиль зростає; відмінність діелектричних властивостей тканин призводить до нерівномірності їх нагрівання, виникненню макро- і мікротеплових ефектів зі значним перепадом температур.

Перегрів особливо шкідливий для тканин зі слаборозвиненою судинною системою або з недостатнім кровообігом (очі, мозок, нирки, шлунок, жовчний і сечовий міхур). Опромінення очей може призвести до помутніння кришталика (катаракті), яке виявляється не відразу, а через кілька днів або тижнів після опромінення. Розвиток катаракти є одним з небагатьох специфічних поразок, що викликаються електромагнітними випромінюваннями радіочастот в діапазоні 300 МГц - 300 ГГц при щільності потоку енергії понад 10 м Вт / см2. Крім катаракти при впливі ЕМП можливі опіки рогівки.

Для тривалої дії ЕМП різних діапазонів довжин хвиль при помірної інтенсивності (вище ПДУ) характерним вважають розвиток функціональних розладів в ЦНС з неявно вираженими зрушеннями ендокринно-обмінних процесів і складу крові. У зв'язку з цим можуть з'явитися головний біль, підвищення або пониження тиску, зниження частоти пульсу, зміна провідності в серцевому м'язі, нервово-психічні розлади, швидкий розвиток втоми. Можливі трофічні порушення: випадання волосся, ламкість нігтів, зниження маси тіла. Спостерігаються зміни збудливості нюхового, зорового і вестибулярного аналізаторів. На ранній стадії зміни мають оборотний характер, при триваючому впливі ЕМП відбувається стійке зниження працездатності.

В межах радиоволнового діапазону доведена найбільша біологічна активність мікрохвильового (СВЧ) поля.

Гострі порушення при впливі ЕМВ (аварійні ситуації) супроводжуються серцево-судинними розладами з непритомністю, різким почастішанням пульсу і зниженням артеріального тиску.

Лазерне випромінювання. У промисловості, медицині, в наукових дослідженнях, системах моніторингу стану навколишнього середовища знайшли застосування лазери. Їх випромінювання може справляти небезпечний вплив на організм людини і в першу чергу на орган зору. Лазерне випромінювання (ЛВ) генерується в інфрачервоній, світловий і ультрафіолетовій областях неионизирующего ЕМІ.

Лазери, генеруючі безперервне випромінювання, дозволяють створювати інтенсивність порядку 1010 Вт / см2, що досить для плавлення і випаровування будь-якого матеріалу. При генерації коротких імпульсів інтенсивність випромінювання досягає величин порядку 1015 Вт / см2 і більше. Для порівняння зазначимо, що значення інтенсивності сонячного світла поблизу земної поверхні становить всього 0,1-0,2 Вт / см

В даний час в промисловості використовується обмежене число типів лазерів. Це в основному лазери, що генерують випромінювання у видимому діапазоні спектра (λ = 0,44-0,59; λ = 0,63; λ = 0,69 мкм), ближньому ІЧ-діапазоні спектра (λ = 1,06 мкм) і далекому ІЧ-діапазоні спектра (λ = 10,6 мкм).

Області застосування лазерів в залежності від необхідної щільності потоку випромінювання показані на рис. 2.12.

При оцінці несприятливого впливу лазерів всі небезпеки поділяють на первинні та вторинні. До первинних відносять чинники, джерелом утворення яких є безпосередньо сама лазерна установка. Вторинні фактори виникають в результаті взаємодії лазерного випромінювання з мішенню.

До первинних факторів шкідливості відносяться: лазерне випромінювання, підвищений електрична напруга, світлове випромінювання імпульсних ламп накачування або газового розряду, електромагнітне випромінювання, акустичні шуми і вібрація від роботи допоміжного обладнання, забруднення повітря газами, що виділяються з вузлів установки, рентгенівське випромінювання електроіонізаціонних

Області застосування лазерів в залежності від необхідної щільності потоку випромінювання

Мал. 2.12. Області застосування лазерів в залежності від необхідної щільності потоку випромінювання

лазерів або електровакуумних приладів, що працюють при напрузі понад 15 кВ.

Вторинні фактори включають відбите лазерне випромінювання, аеродісперсние системи і акустичні шуми, які утворюються при взаємодії лазерного випромінювання з мішенню, випромінювання плазмового факела.

Лазерне випромінювання може становити небезпеку для людини, викликаючи в його організмі патологічні зміни, функціональні розлади органу зору, центральної нервової і вегетативної систем, а також впливати на внутрішні органи, такі як печінка, спинний мозок і ін. Найбільшу небезпеку лазерне випромінювання представляє для органа зору . Основним патофизиологическим ефектом опромінення тканин лазерним випромінюванням є поверхневий опік, ступінь якого пов'язана з просторово-енергетичними та тимчасовими характеристиками випромінювання.

При створенні умов для безпечної експлуатації лазерів перш за все необхідно розрахунком визначити лазерноопасную зону (ЛОЗ) - простір, в межах якого рівні лазерного випромінювання можуть перевищувати гранично допустимі значення, а також основні принципи захисту від випромінювання та загальні вимоги до організації робочих місць, методів контролю та дозиметричної апаратури ЛОЗ.

Схема розрахунку опромінення рогівки представлена на рис. 2.13.

При прямому опроміненні для спостерігача, що знаходиться безпосередньо в конусі узконаправленного лазерного променя (рис. 2.13, а), опромінення рогівки ока обчислюється за формулою

де - енергетичний потік (потужність) лазерного випромінювання; - коефіцієнт ослаблення випромінювання на шляху від лазера до рогівки ока; - діаметр вихідного зіниці лазера; γ - кут розходження променя, радий; R - відстань від лазера до ока.

При впливі на рогівку ока випромінювання лазера, відбитого від поверхні (рис. 2.13, б), розташованої на відстані від вихідного отвору лазера, розрахунок ведуть з урахуванням відображення. Опромінення рогівки ока спостерігача , що знаходиться на відстані R від поверхні q, що значно перевищує лінійні розміри джерела,

Схема розрахунку опромінення очі

Мал. 2.13. Схема розрахунку опромінення очі:

а - для прямого пупка; б - для відбитого випромінювання; 1 - лазер; 2 - очей

дорівнює добутку енергетичної яскравості джерела на величину тілесного кута, йод яким він видно з точки спостереження, а саме

де - коефіцієнт ослаблення випромінювання на шляху від поверхні q до спостерігача.

Поверхня як джерело випромінювання зручно характеризувати енергетичною яскравістю і площею плями випромінювання . При дифузному відображенні енергетична яскравість джерела пов'язана з енергетичним потоком лазерного випромінювання співвідношенням

де - коефіцієнт відображення.

З аналізу наведених вище співвідношень випливає, що опромінення очі лазерним джерелом прямо пропорційна потужності лазера і обернено пропорційна квадрату відстані до опромінюваної поверхні.

Опромінення шкірних покривів чисельно дорівнює опромінення рогівки ока. При обчисленні рівнів опромінення органу зору і шкірних покривів в виробничих умовах, де відстані не перевищують десятків метрів, значення коефіцієнтів k 1 і k ср можна прийняти рівними одиниці. Наведені формули дозволяють зв'язати променеві навантаження на різні біологічні тканини з енергетичної характеристикою джерела випромінювання.

Впливу лазерного випромінювання на очі. Порівняно легка пошкоджуваність рогівки і кришталика ока при впливі електромагнітних випромінювань самих різних довжин хвиль, а також здатність оптичної системи очі збільшувати щільність енергії випромінювання видимого та ближнього інфрачервоного діапазону на очному дні на кілька порядків по відношенню до рогівки робить його найбільш вразливим органом. Ступінь пошкодження ока головним чином залежить від таких фізичних параметрів, як час опромінення, щільність потоку енергії, довжина хвилі і вид випромінювання (імпульсна або безперервне), а також індивідуальних особливостей ока.

Вплив ультрафіолетового випромінювання на орган зору в основному призводить до ураження рогівки. Поверхневі опіки рогівки лазерним випромінюванням з довжиною хвилі в межах ультрафіолетової області спектра усуваються в процесі самозаживления.

Для лазерного випромінювання з довжиною хвилі 0,4-1,4 мкм критичним елементом органу зору є сітківка. Вона має високу чутливість до електромагнітних хвиль видимої області спектра і характеризується великим коефіцієнтом поглинання електромагнітних хвиль видимої, інфрачервоної і ближній ультрафіолетовій областей.

Пошкодження ока може варіювати від слабких опіків сітківки, що супроводжуються незначними або повністю відсутніми змінами зорової функції, до серйозних травм, що призводять до погіршення зору і навіть до повної його втрати. Випромінювання з довжинами хвиль більше 1,4 мкм практично повністю поглинаються в склоподібному тілі і рідкої вологи передньої камери ока. При помірних пошкодженнях ці середовища очі здатні самовідновлюватися. Лазерне ж випромінювання середньої інфрачервоної області спектра може заподіяти тяжке теплове ушкодження рогівки.

На закінчення відзначимо, що лазерне випромінювання надає шкідливу дію на всі структури органу зору. Основний механізм ушкоджень - теплове дію. Імпульсне лазерне випромінювання становить велику небезпеку, ніж безперервне.

Вплив лазерного випромінювання на шкіру. Пошкодження шкіри, викликані лазерним випромінюванням, можуть бути різними: від легкого почервоніння до поверхневого обвуглювання і освіти глибоких дефектів шкіри. Ефект впливу на шкірні покриви визначається параметрами випромінювання лазера і ступенем пігментації шкіри.

Порогові рівні енергії випромінювання, при яких виникають видимі зміни в шкірі, коливаються в порівняно широких межах (від 15 до 50 Дж / см2). Біологічні ефекти, що виникають при опроміненні шкіри в залежності від довжини хвилі, наведені в табл. 2.11.

Дія лазерного випромінювання на внутрішні органи. Лазерне випромінювання (особливо далекої інфрачервоної області спектра) здатне проникати через тканини тіла і взаємодіяти з біологічними структурами на значній глибині, вражаючи внутрішні органи.

Найбільшу небезпеку для внутрішніх органів являє сфокусоване лазерне випромінювання. Ступінь пошкодження внутрішніх органів значною мірою визначається інтенсивністю потоку випромінювання і кольором ок-

Таблиця 2.11

Біологічні ефекти, що виникають при опроміненні шкіри лазером

ультрафіолетова область

Різні фотохімічні реакції, еритема, розрив хімічних зв'язків у більшості молекул, що входять до складу живої тканини, різні переродження, стимулювання появи новоутворень, утворення вільних радикалів, дію на внутрішні органи

видима область

В основному термічна дія

інфрачервона область

Виражені деструктивні зміни термічного характеру (опіки різного ступеня), ураження внутрішніх органів

Раскі органу. Так, печінка є одним з найбільш вразливих внутрішніх органів. Тяжкість пошкодження внутрішніх органів також залежить від довжини хвилі падаючого випромінювання. Найбільшу небезпеку становлять випромінювання з довжинами хвиль, близькими до спектру поглинання хімічних зв'язків органічних молекул, що входять до складу біологічних тканин.

Крім лазерного випромінювання персонал, який займається експлуатацією лазерної техніки, може зазнати впливу інтенсивного світлового та ультрафіолетового випромінювання, джерелом якого є лампи спалаху, газорозрядні трубки і плазмовий факел. Випромінювання незахищених ламп накачування досить шкідливо для очей. Вплив випромінювання ламп накачування можливо при їх разекранірова- ванні, головним чином, при налагодженні і в разі самовільного розряду.

При експлуатації лазерних установок слід враховувати й інші небезпечні фактори, до яких відносяться: підвищена напруга в електричному ланцюзі, акустичний шум, вібрації, шкідливі речовини. При експлуатації лазерів необхідно також передбачити можливість вибухів і пожеж при попаданні лазерного випромінювання на горючі матеріали. У табл. 2.12 наведені основні небезпечні фактори, що виникають при експлуатації лазерних установок.

Таблиця 2.12

Небезпеки, що виникають при експлуатації лазерних установок, і джерела їх виникнення

небезпеки

Джерело виникнення небезпеки

Лазерне випромінювання:

  • • пряме (дзеркально відбите);
  • • дифузно відбите

Резонатор лазера, дзеркала, оптична система, мішень при впливі лазерного випромінювання

Напруга в електричному ланцюзі

Цінуй управління і джерела електроживлення лазера

Шкідливі речовини

Мішень при впливі лазерного випромінювання, системи охолодження

УФ-випромінювання і інфрачервона радіація

Мішень при впливі лазерного випромінювання і газорозрядні трубки

Шум і вібрація

Мішень при впливі лазерного випромінювання, допоміжне обладнання

Зони небезпечного впливу сучасних лазерних установок зазвичай обмежені розмірами виробничого приміщення.

Іонізуючі випромінювання. Радіація має природне і техногенне походження. Щоб оцінити рівень небезпеки, яку може представляти радіація, розглянемо властивості іонізуючих випромінювань і механізми взаємодії їх з речовиною.

Мимовільне перетворення нестійких атомних ядер в ядра іншого типу, що супроводжується випусканням частинок або гамма-квантів, називається радіоактивністю. Відомі чотири типи радіоактивності: альфа-розпад; бета- розпад; спонтанне ділення ядер; протонна радіоактивність.

Електрони, що випускаються в процесі ядерних перетворень альфа- і бета-частинки, нейтрони та інші елементарні частинки, а також гамма-випромінювання є іонізуючі випромінювання, які в процесі взаємодії з середовищем виробляють іонізацію та збудження її атомів і молекул. При цьому приблизно половина переданої іонізуючим випромінюванням речовині енергії витрачається на іонізацію і половина на збудження. Па кожен акт іонізації і збудження в повітрі в середньому витрачається 34-35 еН енергії. Електронвольт (еВ) - одиниця енергії, яка використовується в атомній фізиці, рівна кінетичної енергії електрона, що купується їм при проходженні різниці потенціалів, яка дорівнює 1 В.

1 еВ = 1,6-10-19 Дж = 1,6 • 10-12 ерг.

Заряджені частинки але міру проходження через речовина втрачають свою енергію малими порціями, витрачаючи її па іонізацію і збудження атомів і молекул середовища. Обидва ці процесу завжди супроводжують один одного. Чим більше маса і заряд частинки, тим інтенсивніше відбувається передача енергії середовищі, тобто тим більше число пар іонів утворюється на одиниці шляху і, отже, менше її пробіг в речовині (рис. 2.14). Довжина пробігу в повітрі альфа-часток, що випускаються радіонуклідами, енергія яких лежить в межі 4-9 меВ, становить 3-9 см.

Що ж стосується бета-частинок (електронів і позитронів), заряд яких в два рази, а маса більш ніж в 7000 разів менше, ніж у альфа-частинки, то їх пробіг в повітрі приблизно в 1000 разів більше. У м'якій біологічній тканині пробіги альфа-частинок складають кілька десятків мікрометрів,

Три види іонізуючих випромінювань і їх проникаюча здатність

Мал. 2.14. Три види іонізуючих випромінювань і їх проникаюча здатність

а бета-частинок - 0,02 і 1,9 см відповідно для вуглецю-14 і калію-42.

Дещо по-іншому відбувається взаємодія з речовиною у гамма-випромінювання (ноток фотонів) і нейтронів, які не володіють зарядами і тому безпосередньо іонізації не виробляють. В процесі проходження через речовина фотон взаємодіє в основному з електронами атомів і молекул середовища. При цьому в кожному акті взаємодії фотон зраджує електрону частину або всю свою енергію. В результаті утворюються так звані вторинні електрони, які в наступних процесах взаємодії виробляють іонізацію і збудження. Таким чином, в разі гамма-випромінювання іонізація відбувається не в первинних актах взаємодії, як у альфа- і бета-частинок, а як результат передачі енергії вторинним часткам (електронів), які витрачають її потім на іонізацію і збудження.

Для оцінки радіаційної обстановки, що формується рентгенівським або гамма-випромінюванням, використовується позасистемна одиниця рентген. Рентген (Р) - це одиниця експозиційної дози рентгенівського або гамма-випромінювання, яка визначає іонізуючу здатність в повітрі:

1 Р = 2,58 • 10-4 Кл / кг.

При дозі 1 Р у 1 см3 повітря утворюється 2,082 • 109 пар іонів або в 1 г повітря - 1,61 • 1012 пар іонів.

На практиці зазвичай радіаційна обстановка вимірюється в одиницях потужності експозиційної дози - миллирентген на годину (мР / год) або мікрорентген на секунду (мкР / с).

Як характеристик заходи впливу іонізуючого випромінювання па речовина використовується величина D - поглинена дози. Вона характеризує поглинену енергію іонізуючого випромінювання в одиниці маси речовини:

де (IE - середня енергія, передана іонізуючим випромінюванням речовині, що знаходиться в елементарному обсязі; dm - маса речовини в цьому об'ємі.

Одиницею поглиненої дози Міжнародною системою (СІ) встановлено грей (Гр); 1 Гр відповідає поглинанню 1 Дж енергії іонізуючого випромінювання в масі речовини 1 кг, тобто 1 Гр = 1 Дж / кт. Іноді використовується позасистемна одиниця поглиненої дози - радий; 1 Гр = 100 рад або 1 рад = = 0,01 Гр.

Поглинена доза є основною величиною, вимірюється не випромінювання, а його вплив на речовина. Однак поглинута доза не може служити мірою, що характеризує рівень біологічної дії іонізуючого випромінювання на живий організм, який залежить не тільки від величини поглиненої енергії, а й цілого ряду інших параметрів, обумовлених характером і умовами опромінення (рівномірність розподілу поглиненої дози в організмі і т.д .).

Для оцінки радіаційної небезпеки, коли реалізуються малі дози випромінювання, введена еквівалентна доза H TR як міра вираженості ефекту опромінення, що дорівнює добутку поглиненої в органі чи тканині дози на відповідний ваговий коефіцієнт для даного виду випромінювання :

Одиницею еквівалентної дози Міжнародною системою одиниць (СІ) встановлено зіверт (Зв). Один зіверт дорівнює еквівалентній дозі, при якій твір поглиненої дози в біологічної тканини на ваговий коефіцієнт дорівнює 1 Дж / кт. Позасистемної одиницею еквівалентної дози є бер (біологічний еквівалент рада): 1 бер = 0,01 Зв або 1 Зв = 100 бер.

Вагові коефіцієнти враховують відносну ефективність різних видів випромінювання в індукуванні біологічних ефектів. В даний час прийняті наступні усереднені вагові коефіцієнти W R при падінні випромінювання на все тіло:

  • • фотони будь-яких енергій - 1;
  • • електрони і мюони будь-яких енергій - 1;
  • • нейтрони з енергією:
    • - менше 10 кеВ - 5;
    • - від 10 кеВ до 100 кеВ - 10;
    • - від 100 кеВ до 2 МеВ - 20;
    • - від 2 МеВ до 20 МеВ - 10;
    • - більше 20 МеВ - 5;
  • • протони з енергією більше 2 МеВ, крім протонів віддачі, - 5;
  • • альфа-частинки, осколки поділу, важкі ядра - 20.

Це означає, що біологічна ефективність швидких нейтронів в 10 разів, а альфа-випромінювання в 20 разів більше, ніж бета-частинок і гамма-випромінювання. Отже, радіаційний ефект (можливий збиток здоров'ю), відповідний еквівалентній дозі, рівної 1 Зв, буде реалізований при поглиненої дози дорівнює 1 Гр для бета-частинок і гамма-випромінювання (W R = 1); 0,1 Гр - для швидких нейтронів ( ); 0,05 Гр - для альфа-частинок ( ).

Еквівалентна доза - основна дозиметрична величина в області радіаційної безпеки, введена для оцінки можливого збитку здоров'ю людини від хронічного впливу іонізуючого випромінювання довільного складу. Еквівалентна доза може бути використана і при короткочасному впливі, коли її значення не перевищує 0,5 Зв (50 бер).

При впливі різних видів випромінювання з різними ваговими коефіцієнтами еквівалентна доза визначається як сума еквівалентних доз для R видів випромінювання.

У ряді випадків опромінення піддається повному обсязі тіло, а один або кілька органів. Така ситуація найчастіше реалізується при внутрішньому опроміненні, тобто при надходженні радіонуклідів в організм з повітрям або харчовими продуктами. Радіонуклід, як і неактивний нуклід даного хімічного елемента, накопичується в тому чи іншому органі. Зокрема, радіонукліди йоду надходять переважно в щитовидну залозу, радію і стронцію - в кісткову тканину, полонію - в печінку, селезінку, нирки і т.д.

Оскільки органи і тканини людини мають різну радіочутливість, то для оцінки ризику виникнення віддалених наслідків при опроміненні всього організму або окремих органів використовується поняття ефективної еквівалентної дози ( Е ). Одиниця цієї дози - зіверт (Зв). Вона, так само як і еквівалентна доза, може бути застосована тільки для хронічного опромінення в малих дозах і є критерієм оцінки збитку для здоров'я щодо виходу віддалених наслідків.

За визначенням:

де - еквівалентна доза в органі чи тканині Г, а - ваговий коефіцієнт для органу або тканини Т, який характеризує відносний ризик на одиницю дози по виходу віддалених наслідків при опроміненні даного органу по відношенню до опромінення всього тіла.

З представлених на рис. 2.15 даних випливає, що при опроміненні, наприклад, тільки щитовидної залози ( ) ефект по віддалених наслідків становитиме всього 5% від того ефекту, який може бути реалізований при опроміненні всього тіла.

При експозиційної дози в 1 Р еквівалентну дозу з достатнім ступенем точності можна прийняти рівною 0,013 Зв. Наприклад, якщо виміряна потужність дози на місцевості дорівнює 10 мР / год, а людина протягом однієї години знаходиться в місці вимірювання, то рівень опромінення складе приблизно 0,1 мЗв.

Крім розглянутих вище доз іонізуючого опромінення, розглядається ефективна еквівалентна річна доза, яка дорівнює сумі ефективної еквівалентної дози зовнішнього опромінення, отриманої за календарний рік, і очікуваної ефективної еквівалентної дози внутрішнього опромінення, зумовленої надходженням в організм радіонуклідів за цей же рік. Ефективна еквівалентна річна доза також вимірюється в зіверт.

Розглянуті вище поняття описують лише індивідуально одержувані дози. У разі опромінення великих груп людей дають оцінку сумарного очікуваного ефекту. При опроміненні малими дозами, незначно що перевищують

Вагові коефіцієнти для різних органів і тканин людини при рівномірному опроміненні всього тіла, рекомендовані Міжнародною комісією з радіаційного захисту для обчислення ефективної еквівалентної дози

Мал. 2.15. Вагові коефіцієнти для різних органів і тканин людини при рівномірному опроміненні всього тіла, рекомендовані Міжнародною комісією з радіаційного захисту для обчислення ефективної еквівалентної дози

ські природний радіаційний фон, можна очікувати лише віддалених наслідків генетичної або соматичної природи. Соматичні ефекти проявляються безпосередньо у опромінених осіб, генетичні - в наступних поколіннях. Мірою колективного ризику виникнення ефектів опромінення є ефективна еквівалентна колективна доза , яка визначається як сума індивідуальних ефективних доз. Одиниця ефективноїеквівалентної колективної дози - людино-зіверт (люд.-Зв).

Багато радіонукліди розпадаються дуже повільно і залишаться радіоактивними і у віддаленому майбутньому, тобто їх впливу піддадуться сучасні і наступні покоління. Колективну ефективну еквівалентну дозу, яку отримають багато поколінь від будь-якого радіоактивного джерела за увесь час його подальшого існування, називають очікуваною (повною ) колективної ефективної еквівалентної дозою.

Різні дози, використовувані для оцінки наслідків впливу випромінювання на людей, наведені на рис. 2.16.

До техногенним джерел іонізуючих випромінювань відносять організації, що реалізують широкомасштабні програми використання атомної енергії в мирних і військових цілях (табл. 2.13)

Техногенна складова радіаційного фону утворюється і залежить від величини розсіяних в грунті, воді, повітрі та інших об'єктах зовнішнього середовища техногенних джерел радіоактивних забруднень, що утворилися при ядерних вибухах, роботі підприємств ядерно-паливного і ядерно-збройового циклів, виникненні радіаційно-небезпечних аварій на підприємствах і транспорті, при використанні радіаційних технологій і методів у науці, промисловості і медицині, а також при поводженні з радіоактивними відходами.

Найбільшу небезпеку при роботі підприємств ядерно-паливного циклу представляють радіонукліди, які мають великий період напіврозпаду і здатні швидко поширюватися в навколишньому середовищі. До таких в першу чергу відносяться I129, Ra22r, який виділяється з хвостів руд.

З відходів АЕС найбільшу небезпеку становлять високоактивні відходи, до яких відносяться в першу чергу відпрацьовані паливні елементи або затверділі продукти переробки ядерного пального. Для них характерна висока питома активність і високе тепловиділення, що становить:

  • • радон з хвостохраніліц заводів - 2800 люд.-Зв / ГВт;
  • • вуглець-14 - 110 люд.-Зв / ГВт;
  • • високоактивні відходи - 30 люд.-Зв / ГВт;
  • • йод-129 - 28 люд.-Зв / ГВт.

Проведені міжнародні оцінки свідчать, що дози техногенного опромінення кожного індивідуума протягом життя не перевищують 1% річної дози за рахунок природного радіаційного фону. Це справедливо і в умовах передбачуваного виробництва електроенергії на АЕС порядку 10 000 ГВт на рік при безаварійної експлуатації.

Дози радіаційного випромінювання

Мал. 2.16. Дози радіаційного випромінювання

Таблиця 2.13

Чисельність організацій і персоналу, що працюють з джерелами випромінювань

Напрямок діяльності організації

чисельність організацій

Персонал, тис. Чол. (%)

тис. чол.

%

група А

група Б

всього

Медичні

10,0 *

66

56 (37)

8,0 (13)

64 (30)

промислові

3,0

20

67 (45)

45 (74)

112 (54)

наукові

0,6

4

10 (7)

3,0 (5)

13 (6)

геологорозвідувальні

0,1

1

-

-

-

АЕС

0,01

0,07

-

-

-

Росатом

0,008

0,05

-

-

-

Інші

1,3

9

17 (11)

5,0 (8)

22 (10)

всього

15,0

1000

150 (100)

61 (100)

211 (100)

* 35 тис. Рентгенівських апаратів.

До інших основних причин, який впливає на зміну техногенної складової радіаційного фону, умовно можна віднести опромінення при застосуванні медичних процедур, радіоізотопних методів неруйнівного технологічного контролю і інші причини потрапляння в навколишнє середовище штучних і природних радіонуклідів. У табл. 2.14 наведені середні

Таблиця 2.14

Середні значення річної дози опромінення від деяких техногенних джерел випромінювання

Техногенний джерело випромінювання

Доза, мкЗв / год

Медичні процедури

400-700 (для Російської Федерації - 1500)

ТЕС (в радіусі 20 км)

5,3

АЕС (в радіусі 10 км)

1,36

Радіоактивні опади (головним чином наслідки випробувань атомної зброї в атмосфері)

75-200

Телевізори, дисплеї

4-5 при відстані 2 м *

Кераміка, скло

10

* Доза опромінення збільшується зі зменшенням відстані до екрану. На відстані 10 см доза опромінення зростає до 250-500 мкЗв / год.

значення річної дози опромінення від деяких техногенних джерел випромінювання.

При медичних процедурах основну дозу опромінення населення отримує при рентгенівських дослідженнях. Отримана при їх проведенні ефективна еквівалентна доза (~ 1,5 мЗв) вище, ніж при проведенні інших діагностичних методів медичного обстеження з використанням радіоізотопних методів (10-15%).

Рівень радіоактивності в житловому приміщенні залежить від будівельних матеріалів: в цегляному, залізобетонному, шлакоблоковому будинку він завжди трохи вище, ніж в дерев'яному. Газова плита приносить в будинок не тільки токсичні продукти горіння побутового газу, але і радіоактивні гази (радон). Тому рівень радіоактивності на кухні може значно перевищувати фоновий при працюючій газовій плиті.

У закритому, непровітрюваному приміщенні людина може піддаватися впливу радону, який безперервно вивільняється із земної кори. Поступаючи через фундамент, підлогу, з води або іншим шляхом, радон накопичується в ізольованому приміщенні (рис. 2.17 і 2.18). Середні концентрації радону зазвичай складають (кБк / м3): у ванній кімнаті 8,5, на кухні 3, в спальні 0,2 (рис. 2.19).

Концентрація радону на верхніх поверхах будівель зазвичай нижче, ніж на першому поверсі. Позбутися від надлишку радону можна провітрюванням приміщення.

В цьому відношенні повчальний досвід Швеції: з початку 1950-х рр. в країні проводиться кампанія по економії енер-

Джерела надходження радону в будівлі

Мал. 2.17. Джерела надходження радону в будівлі

Надходження радону при користуванні душем

Мал. 2.18. Надходження радону при користуванні душем

гии, в тому числі шляхом зменшення провітрювання приміщень. В результаті середня концентрація радону в приміщенні зросла з 43 до 133 Бк / м3 при зниженні повітрообміну з 0,8 до 0,3 м3 / год. За оцінками, на кожен 1 гВт / рік електроенергії, зекономленої за рахунок зменшення провітрювання приміщень, шведи отримали додаткову колективну дозу опромінення в 5600 чел.-Зв.

В даний час ефективна доза, обумовлена природними і техногенними джерелами радіації, становить в Росії - 4,21 мЗв на рік. структура колективним

Концентрація радону в різних приміщеннях

Мал. 2.19. Концентрація радону в різних приміщеннях

них доз опромінення населення Російської Федерації представлена в табл. 2.15.

Дія іонізуючих випромінювань на людину носить складний характер. При одноразовому рівномірному опроміненні всього тіла в дозі 0,5 Зв детерміновані ефекти практично не спостерігаються, тобто їх не можна виявити сучасними методами. Значення дозових порогів для деяких детермінованих ефектів опромінення наведені в табл. 2.16.

Різні форми променевої хвороби розвиваються при поглинених дозах вище 1 Гр. У табл. 2.17 наведені значення поглинених доз, при яких виникають гострі променеві ураження людини. Вкрай важка форма гострої променевої хвороби, яка веде до смертельного результату в 100% випадків, спостерігається при дозі, що перевищує 6 Гр.

Таблиця 2.15

Структура колективних доз опромінення населення Російської Федерації

компоненти дози

Внесок у колективну дозу,%

Медичні джерела

15,3

природні джерела

84,4

техногенний фон

0,26

Експлуатація джерел іонізуючого випромінювання

0,04

Таблиця 2.16

Дозові пороги виникнення деяких детермінованих ефектів опромінення людини

стан

При короткочасному опроміненні, Зв

При хронічному багаторічному опроміненні, Зв / рік

Легке пригнічення кровотворення (легка лейкоцитопенія, порушення імунітету)

0,15

0,40

Тимчасова стерильність чоловіків

0,15

0,40

Постійна стерильність чоловіків

3,5-6,00

2,00

Постійна стерильність жінок

2,5-6,00

0,2 (до сумарної дози> 6,00 Зв)

Помутніння кришталика ока з погіршенням зору (катаракта)

5,00

0,15 (до сумарної дози> 8,00 Зв і більше)

Таблиця 2.17

Дози, що викликають гострі променеві ураження людини

променеве ураження

Доза, Гр

Легка ступінь гострої променевої хвороби

1-2

Важка променева хвороба, загибель в 50% випадків

4-6

Кишкова форма променевої хвороби

> 10

Нервова форма променевої хвороби

> 80

Місцеві поразки:

еритема шкіри (первинна, вторинна)

8-10

бульбашки, трофічні виразки

12-20

Причиною смерті найчастіше є ураження клітин кісткового мозку і внутрішні крововиливи.

В результаті аварії на Чорнобильській АЕС з гострою формою променевої хвороби різного ступеня тяжкості було госпіталізовано 237 осіб, значний запас надійності у яких варіювали в діапазоні 1 - 16 Гр. З них не вдалося врятувати 29 осіб, в основному внаслідок тотальних опіків шкіри (до 90% поверхні тіла). Решта постраждалих були виписані з клініки в задовільному стані, причому тільки 16 чоловік в даний час не працюють.

Картина променевої хвороби різного ступеня тяжкості в залежності від дози відноситься до випадку однократного опромінення всього тіла. Якщо ж опромінення в цій дозі провести не одноразово, а розтягнути по часу, то ефект опромінення буде знижений. Це пов'язано з тим, що живі організми, в тому числі і людина, здатні відновлювати нормальну життєдіяльність після тих чи інших її порушень.

У разі систематично повторюваного опромінення в дозах, що не викликають гострої променевої хвороби, але значно більших гранично допустимих, може розвиватися хронічна променева хвороба. Найбільш характерними ознаками хронічної променевої хвороби є зміни в складі крові (зменшення числа лейкоцитів, недокрів'я) і ряд симптомів з боку нервової системи.

Згідно зі встановленими Радіобіологічним даними, реакція організму на опромінення може проявитися і у віддалені терміни (через 10-20 років). Такими реакціями можуть з'явитися лейкози, злоякісні пухлини органів і тканин, катаракти, ураження шкіри, старіння, що веде до передчасної смерті, не пов'язане з будь-якої певної причиною.

На рис. 2.20 показана відносна середньостатистична вірогідність захворювання на рак після отримання одноразової дози 0,01 Гр при рівномірному опроміненні всього тіла.

На графіку, побудованому на підставі результатів обстеження людей, які пережили атомне бомбардування, показано орієнтовний час появи злоякісних пухлин з моменту опромінення. З графіка випливає,

Ймовірність захворювання на рак після отримання одноразової дози в 10-2 Гр

Мал. 2.20. Ймовірність захворювання на рак після отримання одноразової дози в 10 -2 Гр

що перш за все після дворічного прихованого періоду розвиваються лейкози, досягаючи максимальної частоти через шість-сім років, потім частота плавно зменшується і через 25 років стає практично рівною нулю. Пухлини починають розвиватися через 10 років після опромінення.

Ризик смерті людини від медичного опромінення залежить від віку і опромінюється органу. На рис. 2.21 представлена залежність ризику опромінення в малих дозах від віку.

У табл. 2.18 представлений латентний період прояви ракових захворювань після опромінення.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук