1.4. Воздействие негативных факторов на человека и среду

Человеку необходимы постоянные сведения о состоянии и изменении внешней среды, переработка этой информации и составление программ жизнеобеспечения.

Возможность получать информацию об окружающей среде, способность ориентироваться в пространстве и оценивать свойства окружающей среды обеспечиваются анализаторами (сенсорными системами). Они представляют собой ввод информации в мозг для анализа.

В коре головного мозга - высшем звене центральной нервной системы (ЦНС) - информация, поступающая из внешней среды анализируется и осуществляется выбор или разработка программы ответной реакции.

Датчиками сенсорных систем являются специфические структурные нервные образования, называемые рецепторами. Классификация рецепторов приведена на рис.1.4.1.

Рис. 1.4.1. Классификация рецепторов

Полученная рецепторами информация, закодированная в нервных импульсах, передаётся по нервным путям в центральные отделы соответствующих анализаторов и используется для контроля со стороны нервной системы, координирующей работы исполнительных органов.

Поступающая информация может непосредственно переключаться на исполнительные органы - этот принцип заложен в основу многих безусловных рефлексов (врождённых, наследственно передающихся). При длительном воздействии раздражителя на основе приобретённого опыта формируются условные рефлексы (на базе безусловных).

Человек обладает рядом специализированных периферических образований - органов чувств, обеспечивающих восприятие действующих на организм внешних раздражителей (из окружающей среды). К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса (Рисунок 1.4.2).

Рис. 1.4.2. Естественная система защиты организма

Способность организма отвечать на воздействия факторов окружающей среды называется реактивностью. Она обеспечивается защитно-компенсаторными системами и механизмами. Основную роль в этом играет нервная система человека.

С помощью анализаторов человека получает обширную информацию об окружающем. Количество информации принято измерять в двоичных знаках-битах. Поток информации через зрительный рецептор составляет 108 - 109 бит/с, причём в памяти задерживается только 1 бит/с, т.к. в коре головного мозга анализируется и оценивается только наиболее важная информация.
Модель восприятия сигналов раздражителя приведена на рис.1.4.3.

Рис. 1.4.3. Модель восприятие сигналов раздражителя

Характеристика анализаторов человека приведена в табл.1.4.1.

Таблица 1.4.1

Характеристика анализаторов человека

Анализатор
Раздражитель
Время реакции, с
Болевой (кинетический) Укол 0,13 - 0,89
Вестибулярный Вращение 0,4 - 0,6
Вкусовой Горький 1,08
Сладкий 0,45
Кислый 0,54
Соленый 0,31
Зрительный Свет 0,15-0,22
Слуховой Звук 0,12-0,18
Тактильный Прикосновение 0,09-0,22
Температурный Тепло, холод 0,28-1,60

Помимо сенсорных в организме функционируют другие системы (кровообращения, пищеварения, терморегуляции, иммунологической защиты), которые можно рассматривать как самостоятельные, саморегулирующиеся замкнутые цепи, имеющие собственную обратную связь. Между всеми системами существуют взаимосвязи, и организм человека в функциональном отношении представляет собой единое целое.

1.4.1. Естественные системы человека для защиты от негативных воздействий

В процессе эволюции у человека сформировалась и продолжает совершенствоваться естественная система защиты от опасностей. Основы естественной системы защиты - нервная система, управляющая деятельностью мышц и состоящая из 10 млрд нейронов и 70 млрд вспомогательных клеток ( Зотов ).

Идентификация опасности невозможна без своевременного формирования в ЦНС чувственных ( нерцептивных ) образов, которые служат объективным отражением сознании человека свойств действующих на него объектов. Этот процесс включает в себя три стадии:
- обнаружение
- распознание (опознание)
- различение.

Главные средства, необходимые для приема информации и формировании чувственных образов, анализаторы - чувственные приборы, посредством которых человек ощущает раздражения. Они состоят из трех частей: рецепторов; проводящих нервных путей; сенсорных центров коры больших полушарий головного мозга.

Интенсивность ощущения S прямо пропорциональна логарифму силы раздражителя J ( закон Вебера - Фехнера ):

S = k * LgI + C
(1.4.1)
где:
k - касательная величина анализатора (К=0,01 для зрительного; К=0,1 для слухового; К=0,3 для тактильного анализаторов ).

Данный закон недействующий для боли, где наблюдаются примерно прямо пропорционально зависимость между раздражением и ощущением.

Раздражителем зрительного анализатора считают световую энергию. Раздражителем слухового анализатора - звуковую энергию и т.д.

Любые физиологические, физические, химические или эмоциональные воздействия могут быть поводом к выходу организма из состояния динамического равновесия. При высоких уровнях воздействия раздражителя проявляется нежелательный биологические эффекты.

Защитные приспособительные реакции имеют три стадии:
- нормальная физиологическая реакция (гомеостаз);
- нормальные адаптационные изменения;
- патофизиологические адаптационные изменения.

Вмешательство внешних механизмов в состояние гомеостаза приводит к адаптивной перестройке, обеспечивая повышение функциональной активности организма.

В безвыходных ситуациях, когда раздражитель чрезмерно силен, эффективная адаптация не формируется и сохраняется нарушение гомеостаза. Стимулируемый этими нарушениями стресс достигает чрезвычайной интенсивности и длительности, возможно развитие заболеваний.

Реакции организма человека на стресс - факторы приведены на рис. 1.4.4., 1.4.5., 1.4.6.

Направление дестабилизации при стрессе приведены в табл. 1.4.2.

Таблица 1.4.2

Направления дестабилизации

Напрвления дестабилизации
Уровни
Mакроуровень
Микроуровень
Изменение темпа движений Паника
Суматошность
Торопливость
Вялость
Заторможенность
Изменение производительности Повышение интенсивности работ Полное прекращение деятельности
Поисковые движения
Изменение оценочных функций организма "У страза глаза велики" "Море по колено"
Проявление эмоциональной неустойчивости Психологическая отчужденность
Склонность к противодействию
Полное игнорирование внешних сигналов

Рис. 1.4.4. Мобилизующий эффект стресса

Рис. 1.4.5. Стадии стресс - реакции

Рис. 1.4.6. Реакция человека на стресс-фактор

В организме человека функционирует ряд систем обеспечения безопасности. К ним относятся глаза, уши, нос, костно-мышечная система, кожа, система иммунной защиты. Например, глаза имеют веки, закрывающие глазное яблоко. Уши при чрезмерно громких звуках обеспечивают защитную реакцию при помощи самых маленьких мышц среднего уха и трех самых маленьких косточек - блокируют попадание во внутреннее ухо чрезмерно сильных звуковых колебаний.

Чихание и кашель относятся к группе защитных реакций - форсированный выдох через нос, через рот при попадании инородных тел и раздражающих агентов.

Слезотечение возникает при попадании раздражающих веществ на слизистую оболочку верхних дыхательных путей.

Боль возникает при нарушении нормального течения физиологических процессов в организме вследствие воздействия вредных факторов. Болевое ощущение указывает на локализацию процесса.

В организме человека функционирует также система иммунной защиты. Иммунитет - это свойство организма, обеспечивающее его устойчивость к действию чужеродных белков, патогенных микроорганизмов и их токсинов.

Естественная система защиты человека имеет свои ограничения. У людей наблюдаются ограничения в восприятии цвета (дальтонизм). При заболевании "куриная слепота" ухудшается зрение в сумерках.

Некоторые люди не различают запахи, у других наблюдается природная глухота, слепота.

Кроме того, когда интенсивность раздражителя выходит за рамки возможностей человека, естественная система защиты не срабатывает.

Например, порог болевого ощущения по уровню звука лежит в пределах 120 - 140 дБ. За этим порогом - разрыв барабанной перепонки и глухота. Болевая чувствительность для живота - 20 г/мм2, для пальцев - 300 г/мм2 (реакции, справочник). Предельное значение теплового излучения для человека 4,2 кДж/м2 с (появление болевых ощущений, ожога).

В процессе трудовой деятельности человек расплачивается за адоптацию к производственным факторам. Расплата формируется в виде перенапряжения или длительного снижения функциональной активности механизмов нервной регуляции, ответственных за постоянство внутренней среды.

1.4.2. Вредные вещества, классификация, пути поступления в организм человека, нормирование, последствия воздействия

При оценке воздействия негативных факторов на человека учитывается степень влияния их на здоровье и жизнь человека, уровень и характер изменений функционального состояния и возможностей организма, его потенциальных резервов, адаптивных способностей и возможности их развития.

Все химические вещества по отношению к организму человека могут быть благоприятными, безразличными, вредными. Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом может вызвать заболевание или отклонения в состоянии здоровья.

Классификация химических веществ приведена на рис. 1.4.7.

Рис. 1.4.7. Классификация химических веществ

Общетоксические вещества вызывают отравление организма. К ним относятся пестициды, минеральные удобрения, выхлопные газы, синильная кислота и др.)

Раздражающие вещества вызывают раздражение слизистых оболочек и верхних дыхательных путей (кашель, слезоточение, насморк). К ним относятся кислоты, щелочи, хлор, аммиак, сера, фтор и др.

Канцерогенные вещества приводят к росту раковых клеток. К ним относят асбест, мышьяк, бензапирен и др.

Мутагенные вещества приводят к изменению наследственности - свинец, марганец, ртуть.

Сенсибилизирующие вещества вызывают аллергические реакции: ртуть, лаки, никель.

Классификация веществ по степени опасности и характеру действия приведена на рис.1.4.8.

Рис.1.4.8. Классификация вредных веществ по опасности и токсическому действию

В организм человека химические вещества могут поступать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожу и слизистые. Характер действия химических веществ и основные виды поражения.

Результат действия химических веществ представлен на рис.1.4.9.

Рис. 1.4.9. Результат действия вредных веществ на человека

Химические вещества обладают общей и избирательной токсичностью. По избирательной токсичности выделяют яды:
- сердечные;
-нервные;
- печёночные;
- почечные;
- кровяные;
- лёгочные.

Особую группу вредных веществ представляет пыль.Классификация пыли приведена на рис.1.4.10. Классификация пыли по происхождению.

Рис. 1.4.10. Классификация пыли

Аэрозоль - это частицы пыли, находящиеся во взвешенном состоянии.в воздухе, называются аэрозолем, частицы, осевшие на поверхности - аэрогель. Наиболее вредна мелкая пыль. Ее частицы глубоко проникают в легкие и вызывают различные заболевания.

Аэрогель - это осевшие на поверхности частицы пыли.

Заболевания, вызываемые повышенным содержанием пыли в воздухе, приведены на рис. 1.4.11.

Рис. 1.4.11. Виды заболеваний

ПДК пылей установлены в зависимости от содержания в них двуокиси кремния (см. табл. 1.4.3.)

Таблица 1.4.3.

ПДК пылей

Содержание в пыли двуокиси кремния (SiO2) ПДК
более 70 % 1 мг/м3
от 10 до 70% 2 мг/м3
менее 10 % 4 мг/м3
не содержит SiO2 6 мг/м3

Перечень основных аэрозолей по их биологическому действию

1.4.3 Механические колебания, классификация, нормирование, воздействие на организм

Вибрация - это механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля.

Классификация вибраций приведена на рис 1.4.12

Рис. 1.4.12. Классификация вибрации

Вибрация относится к факторам обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловлено силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы.

При повышении частот более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил.

Производственная вибрация характеризующаяся значительной амплитудой и продолжительностью действия, вызывает у работающих:
- раздражительность
- бессонницу
- головная боль, головокружение
- ноющие боли в руках (при работе с виброинструментом)
- изменение чувствительности кожи (потеря чувствительности кожи, побеление пальцев)
- шум в ушах
- ухудшение памяти
- нарушение координации движений
- похудение
- снижение остроты зрения
- опущение внутренних органов
- радикулиты
- вибрационная болезнь (профессиональная).

Шум и вибрация оказывают неблагоприятные воздействия на организм человека и могут вызвать болезненные состояния.

При длительном воздействии вибрации перестраивается костная ткань, возникает проницаемость мелких кровеносных сосудов, нарушается нервная регуляция.
Граничные характеристики, разделяющие позитивное и негативное влияние вибрации на человека в зависимости от виброскорости v и частоты f представлены на рис. 1.4.13.

Рис.1.4.13 Влияние вибрации на человека

Основными параметрами вибрации являются:
- амплитуда колебаний А, м;
- линейная частота f, Гц;
- угловая частота w, рад.;
- виброскорость v, м/с;
- виброускорение a, м/с2;
- логарифмический уровень виброскорости Lv, дБ;
- логарифмический уровень виброускорения La, дБ.

Логарифмический уровень виброскорости и виброускорения оределяется по формулам

Lv=20 * Lg(v/ v0); La=20 * Lg(a/a0) ,
(1.4.2)
где:
v, v0 - фактическое и пороговое значение виброскорости, v0=5 10-8м/с;
  a, a0 - фактическое и пороговое значение виброускорения a0=3 10-4 м/с2.

Нормы вибрации установлены для трех взаимно перпендикулярных направлений вдоль осей ортогональной системы координат:
- ось X расположена в направлениях от спины к груди человека;
- ось Y - от правого плеча и к левому ;
- ось Z - вертикально вдоль туловища.

При измерении локальной вибрации:
- ось Z направлена вдоль ручного инструмента;
- оси X и Y- перпендикулярны к ней.

Стандартом установлены нормы:
- категория 1 - транспортная вибрация;
- категория 2 - транспортно-технологическая вибрация;
- категория 3 - технологическая вибрация;
- категория 3а - вибрация, действующая на постоянных рабочих местах производственных помещений;
- категория 3б - вибрация на рабочих местах складов, бытовых, дежурных и подсобных помещений, в которых отсутствуют генерирующие вибрацию машины;
- категория 3в - вибрация в помещениях для работников умственного труда.

ГОСТ 12.1.012 "ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования"

1.4.4 .Акустические колебания, классификация, нормирование и действия на человека

Шум - это совокупность звуков различной силы и частоты (высоты), беспорядочного изменяющихся во времени.

В воздухе звуковая волна распространяющаяся от источника механических колебаний в виде сгущения и разрежения.

Механические колебания характеризующиеся амплитудой Ам, и частотой f, Гц. Амплитуда колебаний определяет давление и силу звучания: чем она больше, тем больше звуковое давление и громче звук.

Некоторые значения звукового давления Р0 и силы звука I0 , воспринимаемые ухом человека, называется порогом слышимости.

Р0=2 * 10-5 Па, I0=10-12 Вт/м2

Верхние значения звукового давления и силы звука называются волевым порогом Рб=2 *102 Па; Iб=102 Вт/м2

Значения интенсивности звука и звукового давления применяются в очень широких пределах, потому введены логарифмические величины:
- Уровень интенсивности (силы) звука LI, дБ;
- Уровень звукового давления Lp, которые определяются по формулам :

LI=10 * Lg (I/I0); Lp=20 * Lg (P/P0) ,
(1.4.3)
где:
I, I0 - фактическое и пороговое значение силы звука, Вт/м2;
  P,P0 - фактическое и пороговое значение звукового давления, Па.

Частота колебаний влияет на слуховое восприятие и определяет высоту звучания .

1 колебание в с - Герц (Гц). Колебания с частотой ниже 16 Гц составляют область инфразвуков, а выше 20000 Гц - ультразвуков. Слышимый диапазон частот разбит на актавы со средними геометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 50; 1000; 2000; 40000; 8000; 16000 Гц.

Шум подразделяют на несколько группировок:
- по источнику образования;
- по частоте;
- по характеру спектра;
- по времени действия (рис.1.4.14).

Рис. 1.4.14. Классификация шума

Шум является одним из главных неблагоприятных производственных факторов. При длительном воздействии шума у работающих отмечаются:
- Учащение пульса, дыхания, головокружение, головная боль;
- Повышение расхода энергии;
- Переутомление;
- Ослабление внимания;
- Повышение нервной возбудимости;
- Уменьшение скорости мышления;
- Снижение работоспособности и производительности труда на 15 - 20 %;
- Предрасположенность к травмам;
- Снижение слуха (тугоухость);
- Потеря слуха (глухота);
- Шумовая болезнь (профессиональная.

Неслышимые звуки - инфра- и ультразвуки не вызывают слуховых ощущений, но также, как и шум оказывают неблагоприятное действие на человека (см. рис. 1.4.15 и табл. 1.4.4).

Рис. 1.4.15. Источники инфразвука и ультразвука

Таблица 1.4.4

Действие на человека

Инфразвук
Ультразвук
Чувство подавленности
Чувство страха
Эффект морской болезни
Вибрация органов человека
Расстройства органов пищеварения и мозга
Снижение зрения (вплоть до слепоты)
На частоте 7 Гц мощный инфразвук смертелен
Быстрая утомляемость
Головная боль
Раздражительность
Боль в ушах
Бессонница
Порезы кистей и предплечий (профзаболевания)

Нормирование шума приводят двумя методами:
- по предельному спектру шума в активных полосах частот в дБ (для нормирования постоянного шума);
- по интегральному показателю (уровню звука) в дБ.

Интегральный показатель по всему диапазону частот измеряется по шкале А шумомера, которая предназначена для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума и отражает субъективное восприятие шума человека. Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003.

1.4.5. Электрический ток, воздействие на человека, пороговое значение, схемы включения человека в сеть

Электробезопасность - это система организационных и технических мероприятий и средств обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного электрического тока и статистического электричества.

Действие электрического тока на человека и последствия электропоражения приведены на рис. 1.4.16.

Рис. 1.4.16. Действие электрического тока на человека

Одним из факторов, влияющих на исход поражения электрическим током, является величина тока через человека (см. табл.1.4.5).

Пороговые значения

Термин
Определение
Величина тока, мА
Порог ощущения Электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения 0,5-1,5
Не отпускающий ток Электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые, судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник 10-15
Фибрилляционный ток Электрический ток, вызывающий при прохождении через организм человека фибрилляцию сердца (судорожные сокращения без полного толчка) 50-80
Смертельный ток Электрический ток, вызывающий при прохождении через организм человека смерть 100 и более

Человек может включиться в электрическую сеть по различным схемам. Схема включения человека в сеть влияет на исход поражения током. Относительно безопасным (через сердце идет малый процент тока) является включение под напряжение, шага и однофазное включение в сеть изолированной нейтралью (см.рис.1.4.17).


Рис.1.4.17. Схемы включения человека в электрическую сеть

Результат включения человека в цепь тока.

Исход поражения зависит от многих факторов: силы тока и времени его прохождения через организм, характеристики тока (переменный или постоянный) пути тока в теле человека, частоты колебаний (при переменном токе).
Факторы, влияющие на исход поражения, приведены на рис.1.4.18.

Рис. 1.4.18. Факторы поражения

  1. величина тока через человека (смертельный ток > 100 МА);
  2. время действия тока (20с - длительно);
  3. частота тока (промышленная - 50 Гц наиболее опасна);
  4. сопротивление тела человека (чем выше приложенное напряжение, тем меньше сопротивление);
  5. род тока (переменный в 4-5 раз опаснее постоянного);
  6. путь тока в теле человека (течет по минимальному сопротивлению, наиболее опасная петля "голова-руки", "голова-ноги", наименее - "нога-нога");
  7. пол человека (женщины более восприимчивы, пороговое значение тока в 1,5 раза меньше);
  8. схема включения (наиболее опасны: двухфазное включение - ток через человека 380 мА и однофазное в сети с заземленной нейтралью при неблагоприятных условиях: сырой пол, земляной пол, токопроводящая обувь - ток через человека 220 мА);
  9. токопроводящая пыль (металлическая, угольная) агрессивная среда (аммиак, пары серной кислоты);
  10. повышенная влажность и температура в помещении (более 75%, более 35°С);
  11. токопроводящий пол (земляной, сырой деревянный, металлический);
  12. возможность одновременного касания к электроустановке и предметов, связанных с землей (трубы отопления).

При гигиеническом нормировании ГОСТ 12.1.038 устанавливает предельно допустимые напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека (рука-рука, нога-нога) при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и непроизводственного назначения.

Нормирование ультра- и инфразвука

1.4.6. Неионизирующие электромагнитные излучения, классификация, нормирование, действие на человека

Шкала электромагнитных излучений (ЭМИ) содержит два диапазона (см. рис. 1.4.19).

Рис. 1.4.19. Классификация ЭМИ

Источники ЭМИ оптического диапазона разделены на классы, которые представлены на рис. 1.4.20.

Рис. 1.4.20. Источники ЭМИ оптического диапазона (неионизирующие)

Любое физическое тело, имеющее температуру больше температуры окружающей среды, излучает энергию, которая называется лучистой (тепловой). Тепловые лучи состоят на 2/3 из ИК-лучей, 1/3 - УФ и видимых лучей. Характеризуются общим и местным действием.

Ультрафиолетовое излучение, составляющее 5% плотности потока солнечного излучения, - жизненно необходимый фактор, указывающий благотворное стимулирующее действие на организм. Ультрафиолетовое излучение искусственных источников, например, электросварочной дуги, УФ - облучателей, может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений (Рис. 1.4.21).

Рис. 1.4.21. Действие УФ-излучения

Реакции организма человека на воздействие излучений видимого диапазона приведены на рис. 1.4.22.

Рис.1.4.22. Действия излучения видимого диапазона

Энергия ИК - измерения при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект, причем наиболее активно коротковолновое излучение, проникающее глубоко в ткани организма и интенсивно поглощаемое водой.

Реакции организма на воздействие ИК - излучения приведены на рис. 1.4.23.

Рис. 1.4.23. Действие ИК-излучений

Лазерное излучение (ЛИ) - представляет собой особый вид ЭМИ, отличите которого от других видов излучения заключается в монохроматичности и высокой степени направленности.

При оценке биологического действия различают прямое, отражённой и рассеянное ЛИ. Эффекты воздействия определяются механизмом взаимодействия ЛИ с тканями и зависят от длины волны и частоты импульсов. Реакция организма человека на воздействие лазерного излучения приведены на рис.1.4.24.

Рис. 1.4.24. Действие лазерного излучения

В гигиенической практике к неионизирующим ЭМИ относят электрические и магнитные поля (ЭМП) - диапазон радиоволн. Источники ЭМИ диапазона радиоволн и реакции организма человека приведены на рис. 1.4.25, 1.4.26, 1.4.27.

Рис. 1.4.25. Источники ЭМИ диапазона радиоволн


Рис. 1.4.26. Действие радиоволн и микроволн

На рис 1.4.27 приведены реакции организма человека на воздействие электромагнитных полей (ЭМП).


Рис. 1.4.27. Действие магнитных и электрических полей

Нормирование ЭМП осуществляется по ПДУ напряжённости электрического и магнитного полей в зависимости от времени пребывания и регламентируется ГОСТ 12.1.002.

Допустимое время пребывания в электрическом поле (ЭП) напряжённостью 5 - 20 кВ/м определяется по формуле:

Т = (50/Е) - 2,
(1.4.4)
где:
T - время пребывания, ч;
  E - напряжённость ЭП, кВ/м.

Нормирование уровней напряжённости электростатического поля (ЭСП) осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.045. в зависимости от времени пребывания. Допустимое время пребывания рассчитывают по формуле:

Т доп = EПДУ2ф2,
(1.4.5)
где:
Tдоп - допустимое время без СИЗ, ч;
  EПДУ - ПДУ напряжённости ЭСП, ЕПДУ = 60 кВ/м;
  Eф - фактическое значение напряжённости, кВ/м.

Нормирование ИМИ диапазона радиоволн проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.006. В основу нормирования положен принцип действующей дозы, учитывающий энергетическую нагрузку.

В диапазоне частот 60 КГц…300 МГц - по электрической Е магнитной составляющей Н. В диапазоне частот 300 МГц…300ГГц - по плотности потока энергии (ППЭ).

Предельно допустимое значение ППЭ определяется по формуле:

ППЭПДУ = k * ЭПДУ / T,
(1.4.6)
где:
k - коэффициент ослабления биологической эффективности (к=10 для вращающихся антенн);
  ЭПДУ - ПДУ энергетической нагрузки,
  Т - время пребывания в зоне ЭМИ, ч.

Нормирование ИК - излучений осуществляется по ГОСТ 12.1.005 в зависимости от размера облучаемой поверхности. Нормируемый параметр - интенсивность излучения. Гигиеническое нормирование УФ - излучений осуществляется по СН 4557 в зависимости от длины волн при условии защиты органов зрения и кожи. Нормируемый параметр - плотность потока энергии.
При нормировании ЛИ устанавливают ПДУ для двух условий облучения - однократного и хронического.

1.4.7. Ионизирующие электромагнитные излучения, классификация, нормирование, действие на человека

Ионизирующее излучение вызывает в организме человека цепочку обратимых и необратимых изменений. Пусковым механизмом воздействия являются процессы ионизации и возбуждения атомов и молекул в тканях.

Ионизация - это акт разделения электрически нейтрального атома на две противоположно заряженные частицы - электрон (-) и ион (+).

Ионизирующее излучение сопровождает распад радиоактивных элементов. Виды излучений представлены на рисунке 1.4.28.

Рис. 1.4.28. Виды излучений

Ионизирующая радиация вызывает два вида эффектов:
- детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и другие.);
- вероятностные эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни и другие).

На рис. 1.4.29 представлены реакции человека на воздействие ионизирующего излучения.

Рис. 1.4.29. Действие ионизирующих лучей

Источники ионизирующих излучений приведены на рис.1.4.30.

Рис. 1.4.30. Источники ЭМИ ионизирующих

Степень воздействия радиации зависит от того, является облучение внешним или внутренним. Внутреннее облучение возможно при вдыхании, заглатывании радиоизотопов и проникновении их через кожу.

Острые поражения развиваются при однократном равномерном гамма-облучении всего тела и поглощённой дозе выше 0,25 Гр. При дозе 0,25…0,5 Гр могут наблюдаться временные изменения в крови, которые быстро нормализуются. В интервале 0,5…1,5 Гр возникает чувство усталости, умеренное изменение в крови, рвота.

При дозе 1,5…2,0 Гр наблюдается лёгкая форма острой лучевой болезни. Лучевая болезнь средней тяжести возникает при дозе 2,5…4,0 Гр (в 20% случаев возможен смертельный исход). При дозе 4,0…6 Гр развивается тяжёлая форма лучевой болезни, приводящая в 50% случаев к смерти в течение первого месяца.

При дозах, превышающих 6 Гр, развивается крайне тяжёлая форма лучевой болезни, которая почти в 100% случаев заканчивается смертью.

Гигиеническое нормирование осуществляется нормами радиационной безопасности НРБ - 96. Гигиеническими нормативами ГН 2.6.1.054-96.

Основные дозовые пределы облучения устанавливаются для следующих категорий облучаемых лиц:
- группа А - лица, работающие с техногенными источниками (персонал АЭС, рентгенологи, радиологи);
- группа Б - лица, по условиям работы находящиеся под действием излучений, население, проживающее вблизи радиационных объектов;
- группа В - всё население.

1.4.8. Особенности длительного воздействия малых доз радиации

Радиоактивное загрязнение местности в случаи аварии на АЭС существенно отличается от радиоактивного заражения при ядерном взрыве по конфигурации следа, масштабам и степени заражения, дисперсному составу радиоактивных продуктов.

Состав радионуклидов в аварийном выбросе в основном соответствует составу их в топливе реактора, отличаясь лишь повышенным содержанием летучих продуктов деления:
- йода - 131;
- теллура - 1;32
- цезия - 137;

и благородных газов:
- ксенона - 133;
- криптона - 85.

Воздействие радиоактивных загрязнений на человека приведено на рис.1.4.31.

Рис. 1.4.31. Воздействие радиоактивных загрязнений

Виды и источники облучения человека даны на рис. 1.4.32.

Рис. 1.4.32. Виды облучения

В реакторе большинство радионуклидов образуются за долго до его разложения. Относительное содержание короткоживущих изотопов в нем ниже по сравнению с продуктами ядерного взрыва. Этим объясняется медленный спад мощности дозы на местность. Опасность поражения людей сохраняется более длительное время, но на меньшей площади.

После Чернобыльской аварии большинство радионуклидов распались в течении нескольких месяцев. Из относительно долго живущих атомов цезий - 137 (период полураспада Т=27лет) и стронций - 90 (Т=28,8 лет)

Оценка возможной дозы облучения, которое может получить население при длительном его проживании на зараженной территории проводиться по формуле:


(1.4.7)
где:
T - период полураспада радионуклида, лет;
  Po - исходный уровень радиации, рад/г;
  t - период проживания, лет;
  Kосл - коэффициент ослабления, для открытой местности Косл=1.

Например, при уровне первоначального загрязнения по цезию-137(Т=27) 5ки/км за период от 5 до 70 лет после аварии доза облучения в деревянных домах (Косл=2,5) будет равна 6,5 рад (бэр). Зонирование территории, загрязненное радиоактивными веществами.

Действие излучений на животных и растения приведены на рис. 1.4.33 - 1.4.34.

Рис. 1.4.33. Действие излучений на животных

Рис. 1.4.34. Действие излучений на растения

Хозяйственное использование земель возможно до уровня загрязнения 50 ku /км2 . На землях с уровнем загрязнения более 50 ku/км2. Продукцию растениеводства не производят. Эти земли отводят под посадку леса (сосны).

На загрязнённых долгоживущими радионуклидами почвах проводят агротехнические, агрохимические и другие мероприятия, уменьшающие переход стронция-90 из почвы в растения. Это делается путём удаления верхнего заражённого слоя почвы.
На землях, предназначенных под посев озимых, яровых зерновых культур, в зонах Б и В проводят глубокую (50-70 см) вспашку с полным оборотом пласта. Загрязнённый слой попадает вниз и корневая система растений до него не доходит. Вторая вспашка проводится на меньшую глубину, чтобы не поднимать РВ на поверхность.

Растения поражаются в большей степени (60-70 %), если РВ выпали в период роста, и в меньшей степени (20%), - после цветения. При этом зерно может оказаться непригодным для семян, и оно идёт на переработку или корм скоту.

После созревания культур выпадение РВ не влияет на урожай, но семена могут оказаться не всхожи. Меньше всего уязвимы семена растений, зерно которых закрыто створками: стручками зернобобовых, овса и гречихи, проса, подсолнечника, льна, конопли (cannabis).

Надёжно укрыты в земле картофель, свекла, морковь, турнепс, брюква и другие корнеплоды.

Уменьшения загрязнения урожая при уборке можно достичь исключением процессов, которые сопровождаются интенсивным пылеобразованием (сено при сушке не ворошат, зерновые убирают прямым комбайнированием).

Примерный севооборот для зон радиоактивного следа.

В начальный период после выпадения РВ животных следует кормить "чистыми" кормами. В начальный период опасность для человека и животных представляет йод - 131, а через 1 - 2 месяца главными и наиболее опасными радионуклидами остаются стронций - 90, цезий - 134 и 137.

Основу кормовых рационов должны составлять сеяные травы и корма, полученные с полевых севооборотов, а не с естественных лугов и пастбищ.

При уровне загрязнения до 0,05м Р/ч скот можно пасти без ограничений. При 0,15 - 0,40м Р/ч - только рабочий и откормленный скот, и дойных коров, если молоко пойдет на переработку.

Режимы содержания животных.

Действия населения при длительном проживании на местности, загрязнённой радионуклидами.

Вопросы для самопроверки:


1. Что такое реактивность организма?
2. Какова роль анализаторов?
3. Назовите виды анализаторов.
4. Назовите основные характеристики анализаторов.
5. Что такое стресс?
6. Как реагирует организм человека на стресс?
7. Назовите виды стресса.
8. Каково значение мобилизующего эффекта стресса?
9. Какие изменения могут происходить в поведении при стрессе?

10. Сколько диапазонов в шкале ЭМИ?
11. Какие излучения относятся к ионизирующим?
12. К какому диапазону относятся ИК, УФ - излучения?
13. На какие классы разделяются источники ЭМИ оптического диапазона?
14. Какие органы и системы страдают от ЭМИ?
15. Какие лучи преобладают в тепловых потоках?
16. Назовите источники УФ - излучений.
17. Назовите источники ИК - излучений.
18. Назовите источники ионизирующих излучений.
19. Перечислите технические меры защиты от ЭМИ.
20. Назовите источники ЭМИ диапазона радиоволн.
21. Каково действие радиоволн на человека?
22. Каково действие ЭМП?

23. Что называют шумом?
24. Что такое "порог слышимости"?
25. Что такое "болевой порог"?
26. В каком частотном диапазоне ухо человека воспринимает звуки?
27. Как называют звуки с частотой менее 20 Гц?
28. Как называют звуки с частотой более 20000 Гц?
29. Какие существуют диапазоны шумов по частоте?
30. Какой может быть вибрация по способу передачи?
31. Каково действие шума на человека?
32. Каково действие вибрации на человека?
33. Назовите средства индивидуальной защиты от шума?
34. Что такое виброизоляция?
35. Назовите источники ультразвука.
36. Назовите источники инфразвука.
37. Назовите методы защиты от ультра- и инфразвука.