Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. Часть 1. Курс лекций
.pdf
121
В качестве предельно допустимых уровней приняты следующие
значения напряженности электрического поля:
- внутри жилых зданий 0,5 кВ/м;
- на территории жилой застройки 1 кВ/м;
- в населенной местности вне зоны жилой застройки, а также на
территории огородов и садов 5 кВ/м;
- в труднодоступной местности и на участках, специально
выгороженных для исключения доступа населения 20 кВ/м.
В современной жизни прочное место заняли компьютеры, без которых
невозможно представить не только трудовую, но и другие сферы
деятельности. Первые персональные компьютеры появились в мире в 1975
году.
С точки зрения безопасности труда, на здоровье пользователей прежде
всего влияют повышенное зрительное напряжение, психологическая
перегрузка, длительное неизменное положение тела в процессе работы и
воздействие электромагнитных полей, которое является наиболее опасным и
коварным, так как действует незаметно и проявляется не сразу.
Исследованиями Центра электромагнитной безопасности наиболее
распространенных на нашем рынке компьютеров установлено, что «уровень
ЭВМ в зоне размещения пользователя превышает биологически опасный
уровень».
Последствиями регулярной работы с компьютером без применения
защитных мер являются:
- заболевания органов зрения (у 60% пользователей);
- болезни сердечно-сосудистой системы (у 60%);
- заболевания желудочно-кишечного тракта (у 40%);
- кожные заболевания (у 10%);
- различные опухоли, прежде всего мозга.
Особенно опасно электромагнитное излучение компьютера для
беременных женщин и детей. Установлено, что у беременных женщин,
работающих на компьютерах с дисплеями на электронно-лучевых трубках, с
90%-й вероятностью в 1,5 раза чаще случаются выкидыши и в 2,5 раз чаще
появляются на свет дети с врожденными пороками. Безобидные на первый
взгляд видеоигры повышают вероятность детского лейкоза.
На фоне этих изменений медицинские круги выявили новый тип
заболевания - синдром компьютерного стресса. Симптомы заболевания
разнообразны и многочисленны. Как правило, наличие единственного
симптома маловероятно, поскольку все функциональные органы человека
122
взаимосвязаны. Они проявляются в физических недомоганиях, заболеваниях
глаз, ухудшении работоспособности.
Физические недомогания: сонливость, непроходящая усталость;
головные боли после работы; боли в нижней части спины, в ногах; чувство
покалывания, онемения, боли в руках; напряженность мышц верхней части
туловища.
Заболевания глаз: чувство острой боли, жжение, зуд.
Нарушение визуального восприятия: неясность зрения, которая
увеличивается в течение дня; возникновение двойного зрения.
Ухудшение сосредоточенности и работоспособности: сосредоточенность
достигается с трудом; раздражительность во время и после работы; потеря
рабочей точки на экране; ошибки при печатании.
Существует мнение, что путем исключения отрицательных факторов
воздействия можно снизить вероятность возникновения синдрома
компьютерного стресса до минимума.
При работе с компьютером для сохранения здоровья необходимо
неукоснительно соблюдать требования правил и рекомендаций по защите от
вредных воздействий, установленных в государственных стандартах (ГОСТ Р
50923-96, ГОСТ 50948-96, ГОСТ Р 50949-96).
Электромагнитные излучения оптического диапазона.
Электромагнитные волны в диапазоне от 400 до 760 НМ называются
световыми. Они действуют непосредственно на человеческий глаз, производя
специфическое раздражение его сетчаткой оболочки, ведущее к световому
восприятию. Тесно примыкают к видимому спектру электромагнитные
волны с длиной волны менее 400 НМ – ультрафиолетовое излучение, и с
длиной волны более 760 НМ – инфракрасное излучение. Все эти виды
излучения не имеют принципиального различия по своим физическим
свойствам и относятся к оптическому диапазону электромагнитных волн.
Человеческий организм приспособился к восприятию естественного
светового излучения и выработал средства защиты при превышении
интенсивности излучения допустимого уровня: сужение зрачка, уменьшение
чувствительности за счет перестройки восприятия.
Современные технические средства позволяют усиливать оптическое
излучение, уровень которого может значительно превышать адаптационные
возможности человека. С 60-х годов XX века в нашу жизнь вошли
оптические квантовые генераторы, или лазеры.
123
Лазер – устройство, генерирующее направленный пучок
электромагнитного излучения оптического диапазона. Широкое применение
лазеров обусловлено возможностью получить большую мощность,
монохроматичностью излучения, малой расходимостью луча (при освещении
лазером с земли спутника на высоте 1000 км образуется пятно света
диметром всего 1,2 м). Лазеры применяются в системах связи, навигации, в
технологии обработки материалов, в медицине, в контрольно-измерительной
технике, в военной технике и многих других областях. В зависимости от
используемого активного элемента лазеры оптического диапазона
генерируют излучение от ультрафиолетовой до дальней инфракрасной
области. Так, азотный лазер генерирует излучение в ультрафиолетовой
области, аргоновый – в синезеленой области спектра, а рубиновый – в
красной, лазер на двуокиси углерода – в инфракрасной области.
По режиму работы лазеры делятся на импульсные и непрерывного
действия. Лазеры могут быть малой и средней мощности, мощные и
сверхмощные. Большую мощность легче получить в импульсном режиме.
Для обработки материалов в технологических установках в импульсе
длительностью порядка милли секунд излучается энергия от единиц до
десятков джоулей. За счет фокусировки достигается высокая плотность
энергии и возможность точной обработки материалов (резка, прошивка
отверстий, сварка, термообработка).
Под действием лазерного излучения происходит быстрый нагрев,
плавление и вскипание жидких сред, что особенно опасно для биологических
тканей. Особенно уязвимы глаза и кожа. Непрерывное лазерное излучение
оказывает в основном тепловое действие, приводящее к свертыванию белка и
испарению тканевой жидкости. В импульсном режиме возникает ударная
волна, импульс сжатия вызывает повреждение глубоко лежащих органов,
сопровождающееся кровоизлияниями. Лазерное излучение оказывает
воздействие на биохимические процессы. В зависимости от энергетической
плотности облучения возможно временное ослепление или термический
ожог сетчатки глаз, в инфракрасном диапазоне – помутнение хрусталика.
Повреждение кожи лазерным излучением имеет характер термического
ожога с четкими границами, окруженными небольшой зоной покраснения.
Могут проявиться вторичные эффекты – реакция на облучение: сердечнососудистые расстройства и расстройства центральной нервной системы,
изменения в составе крови и обмене веществ.
Предельно допустимые уровни интенсивности лазерного облучения
зависят от характеристик излучения (длины волны, длительности и частоты
импульсов, длительности воздействия) и устанавливаются таким образом,
124
чтобы исключить возникновение биологических эффектов для всего
спектрального диапазона и вторичных эффектов для видимой области длин
волн.
Эксплуатация лазеров должна осуществляться в отдельных помещениях,
снабженных вентиляцией, удаляющей вредные газы и пары с рабочего места.
Ограждения и экраны должны предохранять окружающих от прямых и
отраженных лазерных лучей.
Ультрафиолетовое излучение не воспринимается органом зрения.
Жесткие ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 НМ
задерживаются слоем озона в атмосфере. Лучи с длиной волны более 290
НМ, вплоть до видимой области, сильно поглощаются внутри глаза,
особенно в хрусталике, и лишь ничтожная доля их доходит до сетчатки.
Ультрафиолетовое излучение поглощается кожей, вызывая покраснение
(эритому) и активизируя обменные процессы и тканевое дыхание. Под
действием ультрафиолетового излучения в коже образуется меланин,
воспринимающийся как загар и защищающий организм от избыточного
проникновения ультрафиолетовых лучей.
Ультрафиолетовое излучение может привести к свертыванию
(коагуляции) белков и на этом основано его бактерицидное действие.
Профилактическое облучение помещений и людей строго дозированными
лучами снижает вероятность инфицирования. Ультрафиолетовое облучение
является обязательным условием нормальной жизнедеятельности человека.
Оно убивает микроорганизмы на коже человека, предупреждает рахит,
повышает стойкость организма к инфекционным и другим заболеваниям.
Специальные наблюдения установили, что дети получившие достаточное
количество ультрафиолетового облучения в 10 раз менее подвержены
простудным заболеваниям. При ультрафиолетовом дефиците нарушается
фосфорно-кальциевый обмен, возникают функциональные расстройства
нервной системы, снижается общая физиологическая активность. От
недостатка солнечного облучения у детей развивается авитаминоз Д (рахит),
у шахтеров появляются жалобы на общую слабость, быструю утомляемость,
плохой сон, отсутствие аппетита. В таких случаях (например, во время
полярной ночи на крайнем Севере) применяется искусственное облучение
ультрафиолетом как в лечебных целях, так и для общего закаливания
организма.
Избыточное ультрафиолетовое облучение во время высокой солнечной
активности вызывает воспалительную реакцию кожи, сопровождающуюся
зудом, отечностью, иногда образованием пузырей и рядом изменений в коже
и в более глубоко расположенных органах. Длительное действие
125
ультрафиолетовых лучей ускоряет старение кожи, создает условия для
злокачественного перерождения клеток.
Ультрафиолетовое излучение от мощных искусственных источников
(светящаяся плазма сварочной дуги, дуговой лампы, дугового разряда
короткого замыкания и т.п.) вызывает острые поражения глаз –
электроофтальмию. Через несколько часов после действия появляется
слезотечение, спазм век, резь и боль в глазах, покраснение и воспаление
кожи и слизистой оболочки век. Подобное явление наблюдается также в
снежных горах из-за высокого содержания ультрафиолета в солнечном свете.
В производственных условиях устанавливаются санитарные нормы и
правила интенсивности ультрафиолетового облучения, обязательным
является применение защитных средств (очки, маски, экраны) при работе с
ультрафиолетом.
Инфракрасное излучение производит тепловое действие. Инфракрасные
лучи довольно глубоко (до 4 см) проникают в ткани организма, повышают
температуру облучаемого участка кожи, а при интенсивном облучении всего
тела повышают общую температуру тела и вызывают резкое покраснение
кожных покровов. Чрезмерное воздействие инфракрасных лучей (вблизи от
мощных источников тепла, в период высокой солнечной активности) при
повышенной влажности может вызвать нарушение терморегуляции – острое
перегревание или тепловой удар. Тепловой удар – клинически тяжелый
симптомокомплекс, характеризующийся головной болью, головокружением,
учащением пульса, затемнением или потерей сознания, нарушением
координации движений, судорогами. Первая помощь при тепловом ударе
требует удаления от источника излучения, охлаждения, создания условий для
улучшения кровоснабжения головного мозга, врачебной помощи.
1.4. Ионизирующие излучения
Ионизирующими называют излучения, взаимодействие которых со
средой приводит к образованию электрических зарядов разного знака.
Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к
которым относятся также фотоны. Энергию частиц ионизирующего
излучения измеряют во внесистемных единицах – электрон-вольтах (ЭВ).
1эв = 1,6х10ˉ19 Дж
Источники ионизирующих излучений широко используются в технике,
химии, медицине, сельском хозяйстве и других областях, например, при
измерении плотности почв, обнаружении течей в газопроводах, измерении
толщины листов, труб и стержней, антистатической обработке тканей,
126
полимеризации пластмасс, радиационной терапии злокачественных опухолей
и т.д.
Различают два вида ионизирующих излучений: корпускулярное и
фотонное.
Корпускулярное ионизирующее излучение – поток элементарных частиц
с массой покоя, отличной от нуля, образующихся при радиоактивном
распаде, ядерных превращениях, либо генерируемых на ускорителях. К нему
относятся: α и β частицы, нейтроны (n), протоны (p), и др.
Альфа (α) – излучение представляет собой поток ядер гелия,
обладающих большой скоростью. Эти ядра имеют массу 4 и заряд +2. Они
образуются при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. В
настоящее время известно более 120 искусственных и естественных альфарадиоактивных ядер, которые, испуская альфа-частицу, теряет 2 протона и 2
нейтрона.
Энергия альфа-частиц не превышает нескольких МэВ (мега электронвольт). Излучаемые альфа-частицы движутся практически прямолинейно со
скоростью примерно 20000 км/с.
Бета-излучение представляет собой поток электронов (βˉ - излучение,
или чаще всего, просто ß – излучение) или позитронов (β+ - излучение),
возникающих при радиоактивном распаде. В настоящее время известно
около 900 бета - радиоактивных изотопов.
Масса бета-частиц в несколько десятков тысяч раз меньше массы альфачастиц.
Нейтронное излучение представляет собой поток ядерных частиц не
имеющих электрического заряда. Масса нейтрона приблизительно в 4 раза
меньше массы альфа-частиц. В зависимости от энергии различают
медленные нейтроны (с энергией менее 1 КэВ – кило-электрон-вольт = 103
эВ), нейтроны промежуточных энергий (от 1 до 500 КэВ) и быстрые
нейтроны (от 500 КэВ до 20 МэВ).
Фотонное излучение – поток электромагнитных колебаний, которые
распространяются в вакууме с постоянной скоростью 300000 км/с. К нему
относятся гамма-излучение (γ-излучение), характеристическое, тормозное и
рентгеновское излучение.
Излучения характеризуются по их ионизирующей и проникающей
способности.
Ионизирующая способность излучения определяется удельной
ионизацией, т.е. числом пар ионов, создаваемых частицей в единице объема
массы среды или на единице длины пути. Излучения различных видов
обладают различной ионизирующей способностью.
127
Проникающая способность излучений определяется величиной пробега.
Пробегом называется путь, пройденный частицей в веществе до ее полной
остановки, обусловленной тем или иным видом взаимодействия.
Альфа-частицы обладают наибольшей ионизирующей способностью и
наименьшей проникающей способностью. Их удельная ионизация
изменяется от 25 до 60 тысяч пар ионов на 1 см пути в воздухе. Длина
пробега этих частиц в воздухе составляет несколько сантиметров, а в мягкой
биологической ткани – несколько десятков микрон.
Бета-излучение имеет существенно меньшую ионизирующую
способность и большую проникающую способность. Средняя величина
удельной ионизации в воздухе составляет около 100 пар ионов на 1 см пути,
а максимальный пробег достигает несколько метров при больших энергиях.
Наименьшей ионизирующей способностью и наибольшей проникающей
способностью обладают фотонные излучения. Высокая энергия (0,01-3 МэВ)
и малая длина волны обуславливает большую проникающую способность
гамма-излучения. Гамма-лучи не отклоняются в электрических и магнитных
полях.
Рентгеновское излучение может быть получено в специальных
рентгеновских трубах, в ускорителях электронов, в среде, окружающей
источник бета-излучения. Рентгеновские лучи представляют собой один из
видов электромагнитного излучения. Энергия его обычно не превышает
10МэВ.
Рентгеновское излучение, как и гамма-излучение, обладает малой
ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.
Открытие ионизирующего излучения связано с именем французского
ученого А.Беккереля. В 1896 году он обнаружил следы каких-то излучений,
оставленных минералом, содержащим уран, на фотографических пластинках.
В 1898 году Мария Кюри и ее муж Пьер Кюри установили, что после
излучений уран самопроизвольно последовательно превращается в другие
элементы. Этот процесс превращения одних элементов в другие,
сопровождающийся ионизирующим излучением, Мария Кюри назвала
радиоактивностью. Так была открыта естественная радиоактивность, которой
обладают элементы с нестабильными ядрами.
Чтобы понять, как возникает излучение, необходимо вспомнить
сведения из атомной физики. Согласно планетарной модели атома,
предложенной в 1911 году английским физиком Э.Резерфордом, ядро атома
состоит из положительных протонов и нейтральных нейтронов. Вокруг ядра
вращаются по своим орбитам отрицательно заряженные электроны. Заряд
ядра равен суммарному заряду электронов, т.е. атом электрически нейтрален.
128
Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одинаковое
число протонов, но количество нейтронов в них может быть разным.
Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но
различающиеся по числу нейтронов, относятся к разновидностям одного и
того же химического элемента и называются изотопами. Чтобы отличить их
друг от друга, к символу элемента приписывают число, равное сумме всех
частиц в ядре данного изотопа. Так, уран-238 содержит 92 протона и 23892=146 нейтронов; в уране – 235 тоже 92 протона, но 235-92=143 нейтрона.
Протоны и нейтроны имеют общее название “нуклоны”.
Полное число нуклонов называется массовым числом А и является
мерой стабильного ядра. Чем ближе расположен элемент к концу таблицы
Менделеева, тем больше А, тем больше нейтронов в ядре и тем менее
устойчивы эти ядра.
Ядра всех изотопов образуют группу “нуклидов”. Некоторые нуклиды
стабильны, т.е. при отсутствии внешнего воздействия не претерпевают
никаких превращений. Большинство же нуклидов нестабильны, они все
время превращаются в другие нуклиды. Например, атом урана -238 время от
времени испускает два протона и два нейтрона (α – частицы). Уран
превращается в торий – 234, но торий также нестабилен. В конечном итоге
эта цепочка превращений оканчивается стабильным нуклидом свинца.
Электроны располагаются на орбитах в строгой последовательности, на
ближайшей к ядру орбите может находиться не более 2 электронов, на
следующей не более 4, на третьей- 8, далее – 16, 32 и т.д..
Эти условия постулировал в 1913 году датский физик Н. Бор. Затем они
были подтверждены экспериментами.
Энергия атома дискретна. Переход из одного состояния в другое
происходит скачкообразно с излучением или поглощением строго
фиксированной порции энергии – кванта. Этот термин ввел основоположник
квантовой теории М.Планк.
Электроны могут переходить с одной орбиты на другую и покидать
атом. Сложные процессы, происходящие внутри атома, сопровождаются
высвобождением энергии в виде излучения. Можно сказать, что испускание
ядром двух протонов и двух нейтронов – это альфа-излучение, испускание
электрона - это бета-излучение.
Если нестабильный нуклид оказывается перевозбужденным, он
выбрасывает порцию чистой энергии, называемую гамма-излучением (гаммаквантом). Процесс самопроизвольного распада нуклида называется
радиоактивным распадом, а сам такой нуклид – радионуклидом. Уровень
129
нестабильности радионуклидов неодинаков: одни распадаются очень быстро,
другие – очень медленно.
Время, в течение которого распадается половина всех радионуклидов
данного типа, называется периодом полураспада. Например, период
полураспада урана – 238 равен 4,47 млрд. лет, а протактиния – 234 – всего
чуть больше одной минуты.
Под воздействием ионизирующего излучения на организм человека в
тканях могут происходить сложные физические и биологические процессы.
В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярной связи
и изменение химической структуры соединений, что в свою очередь
приводит к гибели клеток.
Еще более существенную роль в формировании биологических
последствий играют продукты радиолиза воды, которая составляет 60-70 %
массы биологической ткани. Под действием ионизирующего излучения на
воду образуются свободные радикалы Н и ОН, а в присутствии кислорода
также свободный радикал гидропероксида (НО2) и пероксида водорода
(Н2О2), являющиеся сильными окислителями. Продукты радиолиза вступают
в химические реакции с молекулами тканей, образуя соединения, не
свойственные здоровому организму. Это приводит к нарушению отдельных
функций или систем, а также жизнедеятельности организма в целом.
Нарушения биологических процессов могут быть либо обратимыми,
когда нормальная работа клеток облученной ткани полностью
восстанавливается, либо необратимыми, ведущими к поражению отдельных
органов или всего организма и возникновению лучевой болезни.
Различают две формы лучевой болезни – острую и хроническую.
Острая форма возникает в результате облучения большими дозами в
короткий промежуток времени. При дозах порядка тысячи рад поражение
организма может быть мгновенным (“смерть под лучом”). Острая лучевая
болезнь может возникнуть и при попадании внутрь организма больших
количеств радионуклидов.
Хронические поражения развиваются в результате систематического
облучения дозами, превышающими предельно допустимые (ПДД).
Изменения в состоянии здоровья называются соматическими
эффектами, если они проявляются непосредственно у облученного лица, и
наследственными, если они проявляются у его потомства. Ученые
определили, что клинически определяются незначительные кратковременные
изменения состава крови при облучении дозой 75 бэр. При дозах облучения
более 100 бэр развивается острая лучевая болезнь, тяжесть течения которой
зависит от дозы облучения.
130
Первая степень лучевой болезни (легкая) возникает при однократной
дозе облучения 100-200 бэр. Скрытый период может длиться две-три недели,
после чего появляется недомогание, слабость, головокружение, тошнота. В
крови уменьшается количество лейкоцитов. Через несколько дней эти
явления проходят. В большинстве случаев пораженные выздоравливают без
лечения.
Лучевая болезнь второй степени (средней тяжести) возникает при дозе
облучения 200-400 бэр. Скрытый период продолжается около недели. Затем
наблюдается общая слабость, головные боли, повышение температуры,
расстройство функций нервной системы, рвота. Количество лейкоцитов
снижается наполовину. При активном лечении выздоровление наступает
через полтора – два месяца. При осложнениях может наступить гибель до
20% пораженных.
Лучевая болезнь третьей степени (тяжелая) наступает при дозах
облучения 400-600 бэр. Скрытый период длится несколько часов. Отмечается
общее тяжелое состояние, сильные головные боли, рвота, понос,
кровоизлияния в слизистые оболочки и кожу, озноб, повышение
температуры до 40˚ С, потеря сознания (иногда – резкое возбуждение).
Болезнь требует длительного лечения (6-8 месяцев). Без лечения до 70%
пораженных погибают.
Лучевая болезнь четвертой степени (крайне тяжелая) возникает при
однократной дозе облучения свыше 600 бэр. Болезнь сопровождается
затемнением сознания, лихорадкой, резким нарушением водно-солевого
обмена и заканчивается в 80-100% случаев смертельным исходом через 5- 10
суток [16].
Как известно, на площадке Чернобыльской АЭС произошел первый
случай, где часть персонала (в том числе пожарные), оказались в зоне именно
высокого облучения. В результате у некоторых из них возникла лучевая
болезнь, в том числе и в тяжелой форме. С подозрением на диагноз острая
лучевая болезнь разной степени тяжести было госпитализировано 237
человек. 4-я степень лучевой болезни была отмечена у 21 человека (20 из них
умерли, один жив), 3-я степень – у 21 человека (7 умерли, 14- живы), 2-я
степень – у 53 человек (1 умер, 52-живы), 1-я степень – у 50 человек (все
живы). Среди населения 30-ти километровой зоны и других районов случаев
заболевания острой лучевой болезнью не отмечалось.
Радиоактивное облучение, полученное в течение первых четырех суток,
принято называть однократным, а за большее время – многократным. Доза
радиации, не приводящая к снижению работоспособности (боеспособности)
личного состава спасательных формирований (личного состава армии во
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]