Главная | Обратная связь

Тема 8. Вредные излучения и защита от них на производстве

 

1. Виды излучений, применяемые в сельскохозяйственном

производ­стве.

2. Ионизирующие излучения.

3 Электромагнитное радиоизлучение.

4. Инфракрасное излучение.

5. Световое излучение.

6. Ультрафиолетовое излучение.

7. Лазерное излучение.

 

1. Виды излучений, применяемые в сельскохозяйственном производ­стве.

 

Переход сельскохозяйственного производства на промышленную основу связан с широким применением в технологических процессах различных видов излучений и электромагнитных полей высокой и сверхвысокой частоты.

Инфракрасное излучение используется для обогрева, ультрафиолетовое излучение — для облучения животных и бактерицидной обработки помещений Электромагнитные поля возникают при использовании электротермических ус­тановок индукционного и диэлектрического нагрева, лазерное излучение -при работе оптических квантовых генераторов (лазеров). Ионизирующие излучения используются в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми, стерилизации пищевых продуктов, в диагностических и исследовательских целях.

Все эти излучения могут оказывать вредное воздействие на здоровье че­ловека, поэтому необходимо нормирование и защита от их воздействия на жиз­ненно важные органы и системы человека.

К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа, бета -нейтроны) и коротковолновые электромагнитные излучения (гамма- и рентге­новское), способные при взаимодействии с веществом вызывать ионизацию атомов.

Все ионизирующие излучения характеризуются проникающей и ионизи­рующей способностью:

а - имеют наибольшую ионизирующую и наименьшую проникающую способность.

(} - имеют меньшую ионизирующую, но более высокую проникающую способность.

у - имеют наименьшую ионизирующую, но наибольшую проникающую способность.

Рентгеновское (Х-) излучение имеет ту же природу, что и у - излучение, но отличается большей длиной волны и, соответственно, меньшей ионизирующей способностью.

Воздействие ионизирующих излучений на биологические ткани ведет к разрушению межмолекулярных связей, изменению их структуры и гибели ор­ганизмов. У человека наиболее уязвимыми являются органы кроветворения и железы внутренней секреции.

Для оценки радиации используется понятие активности, а также экспози­ционной, поглощенной, эквивалентной и эффективной дозы.

1. Активность радиации - число распадов атомных ядер в единицу вре­мени. Единица активности - Беккерель (Бк).

1 Беккерель (Бк) = 1 распад/с Внесистемной единицей является Кюри(Ки):

1 Ки = 3,7 ■ 10^ю Бк (в 1с 3,7 • 10¹⁰ распадов).

2. Экспозиционная доза характеризует ионизирующую способность излучения в воздухе, т.е. радиационный фон.

Единицей экспозиционной дозы является кулон/кг (Кл/кг), внесистемная единица - рентген (Р). Используются производные единицы- мР и мкР. Под уровнем радиации понимается экспозиционная доза, отнесенная ко времени (Р/ч). На земной поверхности уровень радиации, образованный природным фо­ном находится в пределах 3-25 мкР/ч.

3. Поглощенная доза - энергия излучения, поглощенная 1 кг массы облучаемого объекта. Единица поглощенной дозы- Грей.

Бтк ⁼ Е/т = Дж/кг = 1 Грей (система СИ). В практических измерениях используется также внесистемная единица -радиан (рад).

1Гр=100рад

В связи с тем, что одинаковая поглощенная доза различных видов излу­чений оказывает разное биологическое действие, введено понятие эквивалент­ной дозы.

4. Эквивалентная доза используется для оценки радиационной опасности хронического облучения. Единица эквивалентной дозы - Зиверт. Используется также внесистемная единица - БЭР (биологический эквивалент рада).

1 Зв = 100БЭР

Эквивалентная доза определяется умножением поглощенной дозы Отк на коэффициент тяжести ^ц данного вида излучения.

Н_Тк = Отк " ^к (Дж/кг - Зиверт) ^к колеблется от 20 (для а - излучения, потоков тяжелых ядер и осколков деления) до 10 (быстрые нейтроны и протоны) и 1 (фотоны, (3-, и рентгеновское излучения).

Облучение может быть внешним - когда источник излучения находится снаружи и внутренним - при попадании радионуклидов внутрь организма через легкие, ЖКТ и кожу.

5. Эффективная доза - полученная за определенное время поступления радионуклидов в организм. Она позволяет оценить риск отдаленных последствий облучения отдельных органов и тканей с учетом их различной радиочувствительности.

Е = I ^т • Нт_т где: взвешивающий коэффициент для ткани Т,

Нтт - эквивалентная доза для ткани Т за время т Единица измерения эквивалентной дозы также Зиверт. Значения ^т ко­леблются от 0,2 (костный мозг) до 0,12 (легкие, желудок) и 0,05 (печень, под­желудочная железа).

Получение дозы 0,2-0,3 Зв вызывает появление в организме обратимых изменений (в частности, в формуле крови), 0,8-1,2 Зв - начальные признаки лу­чевой болезни (тошнота, рвота, головокружение, тахикардия), 2,7-3,0 Зв - раз­вивается острая лучевая болезнь, 7,0 Зв и более даже при однократном облуче­нии приводит к летальному исходу.

При работе с радиоактивными материалами следует учитывать, что био­логическое действие излучения сопровождается эффектом кумуляции (накоп­ления). Радиоактивное облучение способно вызывать в отдаленных последст­виях лейкозы, злокачественные новообразования и раннее старение.

Гигиеническая регламентация ионизирующего излучения проводится в соответствии с нормами радиационной безопасности НРБ-99 (СП-2.6.1.758-99 -санитарные правила). Для персонала радиационно-опасных объектов годовая эквивалентная доза не должна превышать 20 мЗв, для населения - 1 мЗв

Основными средствами защиты от ионизирующих излучений являются стационарные и передвижные защитные экраны, контейнеры и защитные сейфы, предназначенные для хранения и транспортировки радиоактивных источ­ников II ОТХОДОВ.

 

3. Электромагнитное радиоизлучение

 

Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 10²¹ Гц. В зави­симости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область ионизи­рующих и неионизирующих излучений. Характер и степень воздействия на ор­ганизм человека электромагнитных излучений зависят от интенсивности, вре­мени воздействия и длины волны. Биологическая активность электромагнитно­го излучения (ЭМИ) возрастает с уменьшением длины волны.

 

Радиоволны НЧ - диапазон - км______

ВЧ - десятки, сотни м________________________

УВЧ-м____________________________________

____________________ СВЧ - дм, см, мм_______

Неионизирующие ЭМИ ИК - 0,7 - 1000 мкм_____

____________________ Свет - 0,4 - 0,7 мкм______

__________________ УФ-0,1-0,4 мкм_____ ~

Ионизирующие ЭМИ X - 0,001 - 0,01 мкм_____

____________________ у - менее 0,001 мкм (менее 1_нм)

 

ЭМИ радиочастотного диапазона большой интенсивности вызывает тепло­вой эффект. Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (ката­ракта) - особенно при воздействии волн в диапазоне 300 МГц - 300 ГТц

При длительном воздействии ЭМИ с другими значениями длин волн воз­никают различные функциональные расстройства, связанные со сдвигами эн-докринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появлять­ся головные боли, повышенное или пониженное артериальное давление, уре-жение пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно - психиче­ские расстройства, быстрая утомляемость, возможны также трофические нару­шения: выпадение волос, ломкость ногтей. На ранней стадии изменения носит обратимый характер, но при продолжающемся воздействии ЭМИ приобретают стойкий характер. В пределах радиоволнового диапазона наибольшую биоло­гическую активность имеет СВЧ - излучение.

В основе гигиенического нормирования ЭМИ положен принцип дейст­вующей дозы, учитывающей энергетическую нагрузку на человека.

При гигиеническом нормировании воздействия ЭМИ у источников разли­чают 2 зоны воздействия:

- ближнюю (зону индукции), которая реализуется на расстоянии г < Х./6, в которой ЭМ поле еще не сформировалось.

- дальнюю г > 6% (ЭМ поле сформировалось)

В ближней зоне обе составляющие ЭМ поля - электрическая и магнитная в диапазоне 300 МГц - 300 ГГЦ - оцениваются поверхностной плотностью потока энергии (11ПЭ - Вт/.м²). В этой зоне должны находится рабочие места но об­служиванию источников СВЧ - излучений.

В дальней зоне предельно допустимую плотность потока энергии в диапа­зоне часто! 300 МГц - 300 ГГЦ на рабочих местах устанавливают исходя из допустимого значения нагрузки на организм человека и времени его пребыва­ния в зоне облучения. Она не должна превышать !0 Вт/м". Предельную плот­ность потока энергии определяют по формуле:

ППЭ = \\УТ

где. \У_к: - нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на человека, Вт • ч/м'; 2 - 20 Вт • ч/м²)

'Г - время пребывания в зоне облучения, ч

Основные способы защиты от ЭМИ:

1. Защита временем - ограничение времени пребывания персонала в
зоне облучения.

Т = \У_Ы/ППЭ

2. Защита расстоянием - мощность излучения снижается пропорцио­нально квадрату расстояния от источника

3. Уменьшение мощности излучения - выбор рационального режима излучателя

4. Экранирование источников излучения, для чего используются ме­таллические экраны и токопроводящие покрытия

5. Экранирование рабочих мест - применяется при невозможности эффективной защиты другими способами.

4. Инфракрасное излучение

У инфракрасного (ИК) излучения наиболее интенсивное биологическое воздействие оказывает коротковолновая область. Оно обладает наибольшей энергией фотона, способно глубоко проникать в ткани организма. При этом наблюдается нагрев и интенсивное поглощение излучения водой, содержащей­ся в тканях. Наиболее поражаемые ИК-излучением органы у человека - кожный покров и органы зрения. Возможны ожоги и усиление пигментации кожи (эри-темия - покраснение). К острым поражениям органов зрения относятся ожог конъюктивы, возможна катаракта. ИК-излучение воздействует также на обмен­ные процессы в миокарде, водно-электролитический баланс в организме, со­стояние верхних дыхательных путей (ларингит, ринит), возможен и мутагенный эффект.

Нормирования ИК-излучения включает соблюдение гигиенических норма­тивов облучения, применение теплозащитных экранов и индивидуальной защи­ты - теплозащитных костюмов, масок, очков. При обслуживании ИК-установок, применяемых в животноводстве для местного обогрева (молодняка скота) типа ОИ-1, ОТ-1, ИКУФ-1, необходимо применение защитных очков.

 

5. Световое излучение.

 

Световое излучение - диапазон электромагнитных колебаний длиной 380-700 нм. Излучения видимого диапазона при высоких уровнях может пред­ставлять опасность для кожных покровов и органов зрения.

Широкополосное световое излучение больших энергий характеризуется световым импульсом, действие которого на организм приводит к ожогам от­крытых участков тела, временному ослеплению или ожогам сетчатки глаз. Ми­нимальная ожоговая доза для светового излучения составляет 3-8 Дж/см².с, за время мигательного рефлекса - 0,15 с. Сетчатка может быть повреждена при длительном воздействии света умеренной интенсивности, в особенности при воздействии голубой части спектра 400-550 нм, оказывающей на сетчатку глаза специфическое фотохимическое воздействие.

6. Ультрафиолетовое излучение.

 

Ультрафиолетовое излучение имеет волновой диапазон 100-380 нм, кото­рый по биологическому действию разделяют на 3 области:

УФА .... 315-380 нм - оказывает слабое биологическое действие

УФВ .... 280-315 нм - оказывает сильное биологическое действие, вызыва­ет загар и синтез витамина Б.

УФС .... 100-280 нм - вызывает деструкцию тканевых белков и липидов, обладает бактерицидным действием.

УФ облучение усиливает окислительные процессы в организме и способ­ствует более активному выведению тяжелых металлов и других токсикантов. Оптимальные дозы УФ активируют деятельности сердца, обмен веществ, по­вышают активность ферментов, улучшают кроветворение.

УФ облучение от облучателей типа ЭО-1-30, ОБН-150, УГД-3 может вы­зывать ожоги открытых участков кожи, а также острые поражения глаз - элек­троофтальмию. Роговица глаз наиболее чувствительна к УФС, наибольшее воз­действие на хрусталик оказывает излучение в диапазоне 295-320 нм.

УФ облучение приводит к старению кожи, возможно развитие злокачест­венных новообразований. При этом отмечается кумуляция биологических эф­фектов. В комбинации с химическими веществами УФ приводят к сенсибили­зации - повышении чувствительности организма к свету с развитием фотоал­лергических реакций.

Гигиеническое нормирование УФ-излучения осуществляется по СН 4557-88, которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависи­мости от длины волны при условии защиты органов зрения и кожи.

Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при незащищен­ных участках кожи не более 0,2 м (лицо, руки). Общая продолжительность воздействия 50% рабочей смены не должно превышать 10 Вт/ м² для облучения УФА и 0,01 Вт/ м² для облучения УФВ. Излучение в области УФС не допуска­ется.

При использовании спецодежды и средств защиты лица и рук не пропус­кающих излучение (кожа, ткани с пленочным покрытием) допустимая интен­сивность облучения в области УВФ + УФС (200-315 нм) не должна превышать 1 Вт/м².

 

7. Лазерное излучение.

 

Лазерное излучение - электромагнитные волны в диапазоне 0,01-1000 мкм (от рентгеновского до радиодиапазона). Отличие лазерного от других ви­дов излучение заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности. При оценке биологического действия различается прямое, отраженное и рассеянное излучение. Эффекты воздействия определя­ются взаимодействием лазерного излучения с тканями (тепловой, фотохимиче­ский и ударно-акустический эффекты). Эффект воздействия зависит от длины волны излучения, длительности импульса, частоты следования импульсов, пло­щади облучаемого участка. Лазерное излучение с длиной волны 380-1400 нм представляет наибольшую опасность для сетчатки глаза, повреждение кожи может быть вызвано излучением с длиной волны в диапазоне 180-100000 нм.

При нормировании лазерного излучения устанавливают предельно допус­тимые уровни для двух условий облучения - однократного и хронического для 3-х диапазонов волн: 180-380 нм, 380 - 1400 нм и 1400 - 100000 нм. Нормируе­мым параметром, является энергетическая экспозиция Н и облученность Е. Нормируется также энергия и мощность Р излучения. Предельно допустимые уровни лазерного излучения различаются от длины волны, длительности оди­ночного импульса, частоты импульсов. Установлены различные ПДУ при воз­действии на кожу и глаза.

В зависимости от выходной мощности и ПДУ при однократном воздейст­вии генерируемого излучения по степени опасности лазеры разделяют на 4 класса:

1. полностью безопасные лазеры;

2. опасные для кожи и глаз только коллимированным (заключенным в ограниченном телесном угле) пучком;

3. опасные не только коллимированным, но и диффузно отраженным из­лучением на расстоянии 10 см от отражающих поверхностей (для глаз), на кожу это не действует;

4. опасные диффузно отраженным излучением для глаз и кожи на рас­стоянии 10 см от отражающей поверхности.