Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности. Учебное пособие
.pdf
111
5.2.6. Ионизирующее излучение
Ионизирующим излучением называют потоки частиц и
электромагнитных квантов, в результате воздействия которых на
окружающую среду образуются разнозаряженные ионы. Различные
виды излучения сопровождаются высвобождением определенного
количества энергии и обладают разной проникающей способностью,
поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на организм
(рис.5.10).
Рис. 5.10. Виды излучений
Наибольшую опасность для человека представляют радиоактивные
излучения, такие как гамма-излучение, рентгеновское, нейтронное,
альфа- и бета-излучения.
Для количественной оценки ионизирующего действия поля введено
понятие экспозиционной дозы, представляющей собой отношение
суммарного заряда всех ионов одного знака, созданного в сухом
атмосферном воздухе, к массе воздуха в указанном объеме.
Для перехода от экспозиционной дозы (характеристики поля) к
поглощенной дозе (характеристике взаимодействия поля и облучаемой
среды) необходимо знать свойства этой среды. Поглощенная доза, т. е.
та энергия, поглощенная единицей массы вещества на которое
действует поле излучения, характеризует радиационный эффект для
всех видов физических и химических тел, кроме живых организмов.
Для оценки действий, производимых на живые организмы одинаковой
поглощенной дозой различных видов излучения, используют понятие
относительной биологической эффективности излучения (ОБЭ). Это
отношение поглощенной дозы образцового рентгеновского излучения,
вызывающего определенный биологический эффект, к поглощенной
дозе данного рассматриваемого вида излучения, вызывающего тот же
биологический эффект.
Для сравнения биологических эффектов вводится понятие
«эквивалентная доза», определяемое как результат произведения
112
поглощенной дозы на коэффициент качества излучения в данном
объеме биологической ткани стандартного качества.
Любой вид ионизирующего излучения вызывает биологические
изменения как при внешнем (источник излучения находится вне
организма), так и при внутреннем облучении (радиоактивные вещества
попадают внутрь организма, например, ингаляционным путем).В
приложении 9 приведены нормативы учитывающие неодинаковую
чувствительность органов человека к воздействию облучения.
Биологическое действие ионизирующих излучений. Энергия,
излучаемая радиоактивными веществами, поглощается окружающей
средой. В результате действия ионизирующих излучений на организм
человека в тканях происходят сложные процессы. Никакой другой вид
энергии, поглощенной в том же количестве, не сопровождается такими
тяжелыми поражениями организма, какие вызывает ионизирующее
излучение.
Первичные процессы, возникающие при облучении биологической
ткани, имеют несколько стадий различной длительности:
• физическая стадия (10 - 13 с) сводится к поглощению энергии
в процессах ионизации и возбуждения, которая запускает сложную
цепь реакций;
• физико-химическая стадия (10 - 15 с), когда происходит
перераспределение избыточной энергии возбужденных молекул, в
результате чего появляются химически активные продукты (ионы
свободные радикалы);
• химическая стадия (5 – 6 с), когда происходит взаимодействие
ионов и радикалов друг с другом, а также с окружающими
молекулами, что приводит к стойким структурным повреждениям
молекул живой клетки.
В результате действия ИИ в организме нарушаются нормальное
течение биохимических процессов и обмен веществ. Изменения могут
быть обратимыми и необратимым (табл. 5.7).
113
Степень воздействия
Характеристика
Неощутимость действия на
организм человека
У людей отсутствуют органы чувств, которые
воспринимали бы ИИ. Поэтому человек может
проглотить, вдохнуть радиоактивное вещество без
всяких первичных ощущений и это свойство
использовано для обнаружения ИИ различными
дозиметрическими приборами.
Наличие скрытого (латентного)
периода проявления
биологического эффекта
Видимые поражения кожного покрова,
недомогание, характерные для лучевого
заболевания, проявляются не сразу, а спустя
некоторое время.
Наличие эффекта суммирования
поглощенных доз, которое
происходит скрыто
Если в организм человека систематически
попадают радиоактивные вещества, то со
временем дозы суммируются, что неизбежно
приводит к неблагоприятным эффектам.
При облучении энергия
поглощаемых радиоактивных
веществ и наружных источников
обладает очень высокой
эффективностью
Физический механизм усиления действия ИИ
заключается в миграции и концентрации энергии
в определенных функционально активных
участках микроструктур (в частности в
митохондриях ядра) с последующим их
повреждением. Биологические механизмы
усиления ИИ связаны с высокой
чувствительностью к ним некоторых биомолекул.
Особенности биологического действия ИИ
Изменения на клеточном уровне не только приводят к нарушению
функций отдельных органов и систем в облученном организме и
способствуют возникновению злокачественных новообразований, но и
вызывают наследственные изменения, отражающиеся на последующих
поколениях облученных людей. Условно различают три группы
индуцированных ионизирующим излучением эффектов:
1) соматические (неинфекционные): острая и хроническая
лучевая болезнь, локальные лучевые повреждения (ожоги, катаракты);
2) стохастические (вероятностные): сокращение
продолжительности жизни, канцерогенез, нарушение эмбриогенеза;
3) генетические (наследственные): доминантные или
рецессивные генные мутации, хромосомные аберрации.
Источники ионизирующих излучений подразделяются на природные и
искусственные (рис. 5.11).
Радиоактивные вещества могут попас внутрь организма при вдыхании
загрязненного ими воздуха, с за грязненной пищей или водой, через
кожу, а также при загрязнении открытых ран. При внутреннем
облучении опасны все виды излучения, так как они действуют
непрерывно и практически на все органы. Опасность радиоактивных
веществ тем больше, чем выше их активность.
Таблица 5.7
114
Рис.5.11 . Источники ионизирующих излучений
Поражающее действие попавших в организм радиоактивных веществ
определяется суммарной активностью радиоизотопов в их смеси,
физическим периодом полураспада, типом и энергией излучения,
характером распределения в организме, величиной накопления в
критическом органе, скоростью выведения из организма.
К числу отдаленных последствий относятся лейкозы, анемии,
астенические состояния с вегетативными дисфункциями, пониженная
сопротивляемость к инфекционным заболеваниям, новообразования,
обострение хронических инфекций, дисгормональные состояния,
изменения половой функции.
Среди лиц, имеющих производственный контакт с ионизирующим
излучением, зарегистрированы профессиональные заболевания
лучевой болезнью в хронической и острой формах всего организма, а
также острые и хронические местные лучевые поражения (табл. 5.8).
Профилактические мероприятия. Гигиеническое нормирование ИИ.
Медицинская профилактика указанных заболеваний состоит в
предварительных (перед поступлением на работу) и периодических
(раз в год) осмотрах. Лица, имеющие заболевания крови, сердца,
сосудов глаз и данные некоторых других заболеваний не должны
приниматься на работу или продолжать ее во избежание ухудшения
своего здоровья.
115
Форма
Краткая характеристика
Острая лучевая болезнь
развивается после действия
кратковременного (от секунд
до трех суток) интенсивного
проникающе ИИ,
превышающего среднюю
поглощенную дозу 1 Гр
В первые трое суток пострадавший жалуется на
тошноту, рвоту, общую слабость. Наблюдаются
изменения в крови, признаки ранних нарушений в
нервной и сердечно-сосудистой системах. Затем на
фон постепенно нарастающих патологических
изменений в крови, кишечнике, на коже (например,
выпадение волос и др.) в течение 10 — 35 сут.
возможно удовлетворительное самочувствие больных.
Длительность следующей фазы выздоровления, если
приняты лечебные меры, длится 14 — 20 сут, а
полное выздоровление наступает через 3 — 6 лет.
Острые местные лучевые
поражения возникают при
местном контактном
облучении в дозе более 8 Гр
обычно на коже рук
Начальный период характеризуется появлением
эритемы (покраснения) уже через несколько часов,
что в дальнейшем может закончиться
выздоровлением. При непринятии лечебных мер на
пораженном месте возникают отек, пузыри, что
сопровождается болью. Через 1 — 2 месяца.
наблюдаются атрофия кожи, подкожной клетчатки и
мышц, язвенные и некротические поражения. Первая
доврачебная помощь заключается в изоляции
пострадавшего от воздействия ИИ и немедленное
обращение к врачу.
Хроническая лучевая болезнь
развивается при длительном
воздействии повреждающего
фактора
В начальной стадии заболевания пострадавший
жалуется на повышенное утомление, общую слабость,
снижение памяти, расстройство сна, повышенную
раздражительность, эмоциональную неустойчивость.
Отмечаются неустойчивость пульса, снижение
артериального давления, изменения в крови
(снижение содержания тромбоцитов, лейкоцитов и
пр.).
Местные хронические лучевые
поражения более часто
развиваются на коже рук и
стоп с покраснениями и
болезненностью. Они могут
заканчиваться появлением
язвочек и рубцов
При начальной стадии заболевания требуется
временное отстранение человека от контакта с
ионизирующими излучениями и его лечение, что
обычно приводит к выздоровлению. Больных с
выраженными признаками лучевой болезни и
местных лучевых поражений надо полностью
отстранять от выполняемой ими работы.
Таблица 5.8
Формы лучевой болезни
Для защиты от вредных воздействий радиации применяют
радиопротекторы (антидоты). Это лекарственные препараты,
повышающие устойчивость организма к воздействию радиации или
снижающие тяжесть клинического течения лучевой болезни. Они
действуют эффективно, если введены в организм перед облучением.
Защитный эффект, оцениваемый так называемым фактором защиты,
зависит от приема антидота относительно начала попадания
радиоактивного вещества в организм.
116
Основная цель радиационной защиты — это обеспечение безопасности
от ИИ как отдельных лиц и их потомства, так и населения в целом.
Кроме того, должны быть созданы условия для практической
деятельности человека в сфере использования атомной энергии. В
нашей стране основными нормативными документами,
регламентирующими уровни воздействия ИИ, являются: «Нормы
радиационной безопасности» (НРБ-2011), и «Основные санитарные
правила обеспечения радиационной безопасности» (ОСПОРБ 99/2010
«Основные санитарные правила обеспечения радиационной
безопасности» СП 2.6.1.2612-10).
В НРБ выделены две категории облучаемых: персонал и население.
Для каждой категории облучаемых лиц установлены три класса
нормативов: основные дозовые пределы, допустимые уровни,
контрольные уровни (приложение 10).
Радиационная безопасность должна быть обеспечена техническими,
санитарно-гигиеническими и медико-профилактическими
мероприятиями, о чем свидетельствует Федеральный закон «О
радиационной безопасности». В нем указаны предельные допустимые
значения ИИ.
Для населения средняя годовая эквивалентная доза равна 0,001 Зв или
эффективная доза за период жизни (70 лет) — 0,07 Зв. Для работников
установлена средняя годовая доза 0,02 Зв, или за период трудовой
деятельности (50 лет) — 1 Зв. Каждая организация или территория, где
имеется радиационная опасность, по закону должна иметь
радиационно-гигиенический паспорт. В нем указаны методы оценки
ИИ, ее фактические уровни и прогноз, а также меры борьбы с
повышением уровней ионизирующего излучения.
5.3. Химические факторы
5.3.1. Классификация и воздействие вредных веществ на человека
Большинство вредных для здоровья воздействий, исходящих от
загрязненной окружающей среды, создается пылью, дымами, газами,
жидкостями, туманами или парами. Химические препараты могут
быть крайне опасными при работе с ними или когда они присутствуют
в воздухе в высокой концентрации.
Химический фактор - это разнообразные вредные вещества: пары,
газы, жидкости, аэрозоли, соединения, смеси, которые при контакте с
организмом человека могут вызывать химические ожоги, заболевания
или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными
методами исследования как в процессе контакта с ним, так и в
отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
117
В настоящее время известно около 7 млн. химических веществ и
соединений, из которых 60 тыс. находят применение в деятельности
человека: 5500 - в виде пищевых добавок, 4000 -лекарств, 1500 препаратов бытовой химии. На международном рынке ежегодно
появляется от 500 до 1000 новых химических соединений и смесей.
Химические вещества в зависимости от их практического использования классифицируются как:
промышленные яды – используемые в производстве
органические растворители (например, дихлорэтан), топливо
(например, пропан, бутан), красители (например, анилин) и др.;
ядохимикаты – используемые в сельском хозяйстве пестициды
и др.;
лекарственные средства;
бытовые химикаты – применяемые в виде пищевых добавок
(например, уксус), средства санитарии, личной гигиены, косметики и
т. д.;
биологические растительные и животные яды, которые
содержатся в растениях, грибах, у животных и насекомых;
отравляющие вещества (ОВ) – зарин, иприт, фосген и др.
В организм человека вредные химические вещества могут проникать
через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы.
Основным же путем проникновения вредных веществ в организм
являются органы дыхания.
Распределение вредных веществ в организме подчиняется
определенным закономерностям. Сначала происходит распределение
вещества в организме, затем основную роль начинает играть
поглощающая способность тканей.
Основным критерием (показателем) токсичности вещества является
ПДК (единицей измерения концентрации является мг/м3). Показатель
токсичности вещества определяет его опасность. По степени
опасности вредные вещества разделяют на четыре класса (табл. 5.9.).
Кроме показателя ПДК, который определяет класс опасности по
концентрации вещества в воздухе, используются и другие показатели.
Средняя смертельная концентрация в воздухе CL50 (мг/м3) –
концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двухчетырехчасовом вдыхании.
118
Показатель
токсичности
Класс опасности вещества и его название
1.
Чрезвычайно
опасные
2Высокооп
асные
3Умеренно
опасные
4Малоопас
ные
ПДК в воздухе рабочей
зоны, мг/м
3
Менее 0,1
0,1….1,0
1,0. 10,0
Более 10,0
Показатель
токсичности
Класс опасности вещества и его название
1 Чрезвычайно
опасные
2 Высокоопасные
3Умеренно
опасные
4 Малоопасные
CL50мг/м3
Менее 500
500...5000
5001. ..50000
Более 50000
DL
50
к
,мг/кг
Менее 100
100...500
501 ,..2500
Более 2500
DL50, мг/кг
Менее 15
15... 150
151. ..5000
Более 5000
Классы опасности веществ по ПДК в воздухе рабочей зоны
Таблица 5.9.
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу DL
к
(мг/кг –
50
миллиграмм вредного на кг массы животного) доза вещества,
вызывающая гибель 50% животных при однократном нанесении на
кожу.
Средняя смертельная доза DL50 (мг/кг) – доза вещества, вызывающая
гибель 50% животных при однократном введении в желудок. При
определении указанных средних смертельных концентраций и доз
испытания проводят на мышах и крысах.
По указанным показателям класс опасности вещества определят по
следующим количественным значениям (табл. 5.10).
Таблица 5.10.
Классы опасности веществ по значениям средних смертельных
концентраций и доз
По характеру воздействия на человека вредные вещества
подразделяются на:
1 общетоксические – вызывающие отравление всего организма
или поражающие отдельные системы: центральную нервную систему,
кроветворные органы, печень, почки (углеводороды, спирты, анилин,
сероводород, синильная кислота и ее соли, соли ртути, хлорированные
углеводороды, оксид углерода и др.);
2 раздражающие – вызывающие раздражение слизистых
оболочек, дыхательных путей, глаз, легких, кожи (органические
азотокрасители, диметиламинобензол и другие антибиотики др.);
3 сенсибилизирующие – действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки и др.);
4 мутагенные – приводящие к нарушению генетического кода,
изменению наследственной информации (свинец, марганец,
радиоактивные изотопы и др.);
119
Класс опасности
DL
50
для крыс, мг/кг
При попадании через рот
При попадании через кожу
Твердые
вещества
Жидкости
Твердые
вещества
Жидкости
Iа.Крайне
опасные
вещества
Iб.Очень
опасные
вещества
II.Умеренно
опасные
вещества
III.Малоопасные
вещества
5 или менее
5 – 50
50 – 500
более 500
20 или менее
20 – 200
200 – 2000
более 2000
10 или менее
10 – 100
100 – 1000
более 1000
40 или менее
40 – 400
400 – 4000
более 4000
5 канцерогенные – вызывающие злокачественные опухоли
(хром, никель, асбест, бенз(а)пирен, ароматические амины и пр.);
6 влияющие на репродуктивную (детородную) функцию – вызывающие возникновение врожденных пороков, отклонений от
нормального развития детей, влияющие на нормальное развитие
плода (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы, борная кислота
и др.).
Три последних вида вредных веществ (мутагенные, канцерогенные и
влияющие на репродуктивную способность) характеризуются
отдаленными последствиями их влияния на организм, т.е. их действие
проявляется не в период воздействия и не сразу после его окончания, а
в отдаленные периоды, спустя годы и даже десятилетия.
Классификация не распространяется на пестициды. Классификация
пестицидов по степени опасности предложена Всемирной
организацией здравоохранения (ВОЗ) в 1979 году. Она основана на
принципе определения DL50 для крыс при оральном и кожнорезорбтивном воздействии химических веществ в твердом и жидком
состоянии (табл. 5.11.).
Таблица 5.11.
Классификация пестицидов по степени опасности, предложенная
ВОЗ
Критерии токсичности используются для гигиенической
классификации пестицидов и по другим признакам.
По степени токсичности при введении в желудок выделяют:
– сильнодействующие ядовитые вещества (DL
– высокотоксичные (DL
– средней токсичности (DL
– малотоксичные (DL
ж
от 50 до 200 мг/кг);
50
ж
от 200 до 1000 мг/кг);
50
ж
> 1000 мг/кг).
50
ж
< 50 мг/кг);
50
120
По степени кожно-резорбтивной токсичности и величине кожноорального коэффициента, определяемого по величине отношения
ж
DL
при накожном нанесении к величине DL50 при введении внутрь,
50
все пестициды подразделяют на три группы:
– резковыраженная (DL
меньше 3);
– выраженная (DL
коэффициент от 3 до 10);
– слабовыраженная (DL
больше 10).
По степени летучести при хроническом воздействии на лабораторных
животных пестициды подразделяются на три группы:
– резковыраженная (насыщенная концентрация больше или равна
токсической);
– выраженная (насыщенная концентрация больше пороговой);
–маловыраженная (насыщенная концентрация оказывает
околопороговое действие).
На производстве работа, как правило, проводится с несколькими
химическими веществами. При этом работник может подвергаться
воздействию негативных факторов другой природы (физических –
шуму, вибрации, электромагнитным и ионизирующим излучениям).
При этом возникает эффект сочетанного (при одновременном
действии негативных факторов различной природы) или
комбинированного (при одновременном действии нескольких
химических веществ) действия химических веществ.
Комбинированное действие – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких веществ при одном и том же
пути их поступления в организм. Различают несколько типов комбинированного действия в зависимости от эффектов токсичности:
аддитивное действие, аддитивность – суммарный эффект
действия смеси равен сумме эффектов входящих в смесь компонентов.
Суммация характерна для веществ однонаправленного действия, когда
вещества оказывают одинаковое воздействие на одни и те же системы
организма (например, смеси углеводородов);
синергетическое действие, синергизм – вещества действуют так,
что одно вещество усиливает действие другого. Эффект синергизма
больше аддитивного. Например, никель усиливает свою токсичность в
присутствии медистых стоков в 10 раз, алкоголь значительно
повышает опасность отравления анилином;
антагонистическое действие – эффект меньше аддитивного.
Одно вещество ослабляет действие другого;
ж
< 50 мг/кг, кожно-оральный коэффициент
50
ж
от 50 до 2000 мг/кг, кожно-оральный
50
ж
>2000 мг/кг, кожно-оральный коэффициент
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]