Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физические факторы загрязнения среды обитания человека. Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
08.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Читинская государственная медицинская академия
Физические факторы
загрязнения среды
обитания человека
Чита – 2011
2
УДК:53.047
Ладнич Н.А., Смоляков Ю.Н.
Физические факторы загрязнения среды обитания
человека. Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов. – Чита: ИИЦ ЧГМА, 2011. – 88с.
Учебно-методическое пособие для студентов составлено в
соответствии с программой по медицинской физике для студентов высших учебных медицинских заведений (ВУНМЦ,
2001) для специальностей: лечебное дело (060101), педиатрия (060103), стоматология (060105).
Данное пособие содержит теоретический и методический
материал для самостоятельных занятий студентов по медицинской физике.
Рецензенты:
Заведующая кафедрой микробиологии ГОУ ВПО ЧГМА, д.м.н., профессор
Примак Т.Д.
Доцент кафедры патологической физиологии ГОУ ВПО ЧГМА, к.м.н., доцент
Фефелова Е.В.
© ИИЦ ЧГМА © Ладнич Н.А., Смоляков Ю.Н. © ЧГМА, 2011
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ........................................................................................................ 5
1. Вибрация .................................................................................................... 6
1.1 Физическая сущность ........................................................................... 6
1.2 Источники вибрации ............................................................................. 6
1.3 Виды вибраций ..................................................................................... 6
1.4 Действие на организм .......................................................................... 7
1.5 Допустимые уровни воздействия ...................................................... 10
1.6 Минимизация воздействия вибрации, способы защиты ................. 11
Вопросы для самопроверки: .................................................................... 11
2. Шум ........................................................................................................... 12
2.1 Физическая сущность ......................................................................... 12
2.2 Источники ............................................................................................ 12
2.3 Виды шумов ........................................................................................ 13
2.4 Допустимые уровни воздействия ...................................................... 13
2.5 Действие на организм ........................................................................ 16
2.6 Минимизация воздействия шума, способы защиты ........................ 18
Вопросы для самопроверки: .................................................................... 19
3. Инфразвук ................................................................................................ 20
3.1 Физическая сущность ......................................................................... 20
3.2 Источники ............................................................................................ 20
3.3 Классификации инфразвука .............................................................. 21
3.4 Действие на организм ........................................................................ 22
3.5 Допустимые уровни воздействия ...................................................... 23
3.6 Минимизация воздействия инфразвука, способы защиты.............. 24
3.7 Средства защиты от инфразвука: ..................................................... 24
Вопросы для самопроверки: .................................................................... 25
4. Ультразвук ................................................................................................ 26
4.1 Физическая сущность ......................................................................... 26
4.2 Источники ............................................................................................ 28
4.3 Классификации ультразвука ............................................................. 28
4.4 Действие на организм ........................................................................ 29
4.5 Допустимые уровни воздействия ...................................................... 30
4.6 Минимизация воздействия, способы защиты .................................. 30
Вопросы для самопроверки: .................................................................... 31
5. Радиоволны ............................................................................................. 32
5.1 Физическая сущность ......................................................................... 32
5.2 Источники радиоволн ......................................................................... 34
5.3 Виды радиоволн ................................................................................. 34
5.4 Действие на организм ........................................................................ 35
5.5 Допустимые уровни воздействия ...................................................... 38
5.6 Способы защиты от избыточного воздействия радиоволн ............. 39
Вопросы для самопроверки: .................................................................... 41
6. Видимое излучение ................................................................................. 43
6.1 Физическая сущность ......................................................................... 43
6.2 Источники видимого излучения ......................................................... 44
6.3 Виды источников видимого излучения ............................................. 44
4
6.4 Действие на организм ........................................................................ 45
6.5 Допустимые уровни воздействия ...................................................... 47
6.6 Минимизация вредного воздействия видимого излучения ............. 48
Вопросы для самопроверки: .................................................................... 50
7. Ультрафиолетовое излучение ................................................................ 51
7.1 Физическая сущность ......................................................................... 51
7.2 Источники ультрафиолетового излучения ....................................... 51
7.3 Виды УФ излучения ............................................................................ 53
7.4 Действие УФ излучения на организм ................................................ 54
7.5 Допустимые уровни воздействия ...................................................... 56
7.6 Минимизация воздействия УФ излучения, способы защиты .......... 57
Вопросы для самопроверки: .................................................................... 58
8. Ионизирующие излучения ....................................................................... 59
8.1 Физическая сущность ......................................................................... 59
8.2 Источники ионизирующих излучений ................................................ 59
8.3 Виды ионизирующих излучений ........................................................ 60
8.4 Действие ионизирующих излучений на организм ............................ 62
8.5 Допустимые уровни воздействия ионизирующих излучений .......... 64
8.6 Минимизация воздействия ионизирующих излучений, способы
защиты ................................................................................................................. 65
9. Глоссарий ................................................................................................. 70
10. Биографии .............................................................................................. 78
11. Рекомендуемая литература .................................................................. 85
Нормативные источники .......................................................................... 85
Литература ................................................................................................ 86
Интернет–источники ................................................................................ 88
5

ВВЕДЕНИЕ

Возрастание роли физических знаний в образовании врача обусловливается тем, что в наши дни наблюдается неуклонный рост количества и объёмов физических факторов загрязнения среды обитания, вследствие чего всё большее число людей постоянно находятся под их воздействием добровольно (сотовая связь, компьютеры и др.) или в силу производственной необходимости, условий проживания и др. Поэтому современный врач при постановке диагноза, при выборе тактики лечения и проведении профилактических и реабилитационных мероприятий должен уметь устанавливать связь между здоровьем людей и состоянием окружающей среды, уметь прогнозировать влияние среды на здоровье человека, - эти требования подтверждены ФГОС ВПО по специальностям группы «Здравоохранение».
Рекомендуемое учебное пособие является дополнением к традиционному курсу медицинской и биологической физики, изучаемым студентами медицинских вузов самостоятельно. Содержание представленного комплекса материалов включает профессионально­экологические знания и представления о физической сущности фактора, об источниках образования и распространения физического фактора, о первичных механизмах воздействия фактора на органы и ткани, о характере влияния фактора на организм человека, о способах защиты или минимизации воздействия фактора.
6

1. ВИБРАЦИЯ

1.1 Физическая сущность

Вибрация (от лат. vibratio – колебание, дрожание) – это вынужденные
колебания твердых тел, при которых либо все тело колеблется как единое целое, либо колеблются его отдельные части с различными амплитудами и частотами.

1.2 Источники вибрации

Работа многих механизмов связана с возникновением вибраций,
передающихся человеку и оказывающих на него вредное влияние. Выделяют т.н. производственную вибрацию и вибрацию в помещениях жилых и общественных зданий.
К источникам производственной вибрации (транспортной и технологической) относят: тракторы, грейдеры, снегоочистители, экскаваторы, краны промышленные и строительные, горные комбайны, шахтные погрузочные машины, бурильные установки, бетоноукладчики, станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, насосные агрегаты и вентиляторы, машины для животноводства, установки нефтехимической промышленности и др.
Часто подвергается воздействию вибрации и население (преимущественно городское), находясь внутри жилых и общественных зданий. Колебания в зданиях могут генерировать как внешние, так и внутренние источники. К внешним источникам вибраций относится:
транспорт, строительные работы (забивка свай), дорожные работы, деятельность промышленных предприятий (работа прессов, молотов, дробилок, компрессоров и т.д.). Внутридомовыми источниками вибраций являются: инженерно-техническое оборудование зданий, лифты, котельные, насосы, холодильники, стиральные машины и др.

1.3 Виды вибраций

По способу передачи человеку различают:
• общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
• локальную вибрацию, передающуюся через руки, ноги или предплечья человека, контактирующие с вибрирующими поверхностями.
По частотному составу вибрации выделяют:
7
• низкочастотные вибрации (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1-4 Гц для общих вибраций, 8­16 Гц - для локальных вибраций);
• среднечастотные вибрации (8-16 Гц - для общих вибраций, 31,5­63 Гц - для локальных вибраций);
• высокочастотные вибрации (31,5-63 Гц - для общих вибраций, 125-1000 Гц - для локальных вибраций).
По источнику возникновения вибраций различают:
• специально генерируемую вибрацию (отбойные молотки, вибромассажеры, инфразвуковые боевые генераторы и.т.п.), вибрацию, возникающую в разнообразных устройствах вследствие несовершенства конструкции, неправильной эксплуатации или под действием внешних условий (разбалансированные двигатели, плохое состояние дорожного рельефа и.др.).
• землетрясения - вибрациям природного происхождения.
• вибрации в живых организмах (храп, вибрации напряженных
мышц, голосовые вибрации и др.)
Явлению вибрации и движению мышц в живых организмах уделял
особое внимание русский физиолог И.М. Сеченов, который утверждал, что все внешние проявления мозговой деятельности могут быть сведены к мышечным движениям. Наблюдая за поведением различных животных, австрийский учёный Конрад Лоренц установил зависимость между уровнем агрессивности животного и интенсивностью его движений или вибраций.
Определить характеристики психофизиологического состояния и
эмоций человека можно с помощью виброизображения. Нашим современником В.А. Минкиным разработаны принципы и методы получения реального виброизображения объекта, параметры которого характеризуют психофизиологическое состояние человека или животных. Программа «Виброизображение», предложенная Минкиным, позволяет каждому пользователю, имеющему компьютер и вебкамеру, проводить собственные психофизиологические исследования, получая уникальную возможность объективного контроля психофизиологического состояния пациентов с помощью стандартных технических средств.

1.4 Действие на организм

Действие вибрации на человека различно и зависит от того, вовлечён
ли в неё весь организм или часть, от частоты, скорости, силы и продолжительности воздействия и пр. Ответные реакции организма человека на воздействие вибрации имеют, как правило, неспецифический характер.
8
Колебания, возникшие в каком-либо месте тела (например, руки
1
Человек в положении сидя
4–6
2
Человек в положении стоя
5–12
3
Система «голова–шея–плечо»
17–30
4
Система «грудь – живот»
3
5
Таз и спина
5
6
Глазное яблоко
60–90
7
Нижняя челюсть и скулы
100–200
рабочего), распространяются по всему телу в виде упругих волн. Эти волны вызывают в тканях организма переменные деформации различных видов (сжатие, растяжение, сдвиг, изгиб). При совпадении частоты вибрации с частотой собственных колебаний отдельных частей тела возможен резонанс, характеризующийся сильным воздействием на эти элементы. Если вибрация органов человека, вследствие резонанса, увеличивается, то органы подвергаются деформации, смещаются или теряют фиксацию, что может привести к их механическому повреждению. Величина повреждения зависит от многих факторов, характеризующих вибрации – это частота, амплитуда, скорость, ускорение колеблющейся точки и энергия колебательных процессов.
Человек ощущает вибрацию от долей Гц до 800 Гц. Для оценки объективного восприятия вибрации, тело человека рассматривают как сложную неоднородную колебательную систему. Биомеханическими исследованиями были определены средние значения частоты собственных колебаний различных органов и частей тела человека (Таблица).
Таблица 1 Средние значения частоты собственных колебаний
различных органов и частей тела человека
Органы и части тела человека
Частота собственных
колебаний, Гц
Следует отметить, что в продольном направлении, т. е. в направлении от ног к голове, организм человека наиболее чувствителен к колебаниям с частотами от 4 до 8 Гц, в то время как в поперечных направлениях наблюдается максимальная чувствительность к механическим колебаниям с частотой 1 – 3 Гц.
Таким образом, имеется частотная зависимость многих биологических эффектов вибрации, наблюдаемых как при профессиональном воздействии (вибрационная болезнь), так и при воздействии на население. Продолжительное воздействие вибраций, превышающих допустимые нормы, вызывает в организме стойкие нарушения нормальных физиологических функций, поэтому вибрация является факторам, обладающим значительной биологической активностью.
Вибрационная патология стоит на одном из первых мест среди профессиональных заболеваний. Частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Вибрация является специфическим раздражителем для вестибулярного анализатора, причем
9
линейные ускорения - для отолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, а угловые ускорения - для полукружных каналов внутреннего уха. У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуловегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40 %, субъективно - потемнением в глазах.
Под влиянием общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.
Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно­технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий.
Для водителей машин, трактористов,
бульдозеристов, машинистов экскаваторов, подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкообразной вибраций, характерны изменения в
пояснично-крестцовом отделе позвоночника. Рабочие
часто жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость. В целом картина воздействия общей
низко- и среднечастотной вибрации выражается
общими вегетативными расстройствами с периферическими нарушениями, преимущественно в конечностях, снижением сосудистого тонуса и
чувствительности.
Локальной вибрации подвергаются главным образом люди,
работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов.
Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот - спазм сосудов. Сроки развития периферических расстройств зависят не столько от уровня, сколько от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены. Преимущественное значение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное время воздействия вибрации за смену. У формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8–10 лет работы. Обслуживание инструмента ударного действия (клепка, обрубка), генерирующим вибрацию среднечастотного диапазона (30–125
10
Гц), приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных
Y, Z
Виброускорения
Виброускорости
м/c2 x 10-3
дБ
м/c2 x 10-4
дБ 2 4,0
72
3,2
76
и других нарушений через 12 – 15 лет.
Среди работников лесной промышленности,
применяющих цепные пилы, хорошо известен синдром «белых пальцев». Постепенное перерождение нервной и сосудистой ткани приводит к потерям осязания и
манипуляционной способности рук этих работников.
К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибраций на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия, особенно пониженная температура, шум высокой интенсивности, психоэмоциональный стресс. Охлаждение и смачивание рук значительно повышают риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций. При совместном действии шума и вибрации наблюдается взаимное усиление эффекта в результате его суммации, а возможно, и потенцирования. Усугубляющее влияние сопутствующих факторов учитывается при расчете показателей вероятности вибрационной болезни.

1.5 Допустимые уровни воздействия

Первым документом, относящимся к оценке влияния вибрации на организм человека и принятым в международном масштабе, является рекомендация Международной организации по стандартизации № 2631 (ИСО) от 1978 г. В этой рекомендации даются пределы механических колебаний с частотами в диапазоне от 1 до 80 Гц (т.е. в диапазоне наибольшей чувствительности организма человека к вибрации). Рекомендация ИСО 2631 предлагает следующие критерии оценки раздражительных и вредных эффектов механических колебаний: 1) предел хорошего самочувствия, используемый, например, в пассажирском движении, 2) предел понижения работоспособности из-за усталости, важный именно для шоферов, операторов, машинистов и др. и 3) предел максимальной экспозиции, превышение которого опасно для здоровья.
При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости V (и их логарифмические уровни LV) или виброускорения для локальных и общих вибраций. Новые нормы допустимых уровней вибрации в жилых
помещениях вступили в действие с 15 августа 2010 года1:
Таблица 2 Допустимые уровни вибрации в помещениях жилых домов
от внутренних и внешних источников
Допустимые значения по осям X,
Среднегеометрические частоты полос,
зданиях и помещениях: СанПиН 2.1.2.2645-10 утверждены Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 10 июня 2010 г. № 64 г. // Российская газета - Федеральный выпуск №5238 от 21 июля 2010 г.
Гц
1
Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]