Іонізуючі випромінювання, радіація
Іонізуюче випромінювання — це будь-яке випромінювання, взаємодія якого із середовищем призводить до утворення електричних зарядів різних знаків.
Джерела іонізуючих випромінювань поділяються на природні та штучні (антропогенні).
Основну частину опромінення населення земної кулі одержує від природних джерел випромінювань. Більшість з них такі, що уникнути опромінення від них неможливо. Протягом всієї історії існування Землі різні види випромінювання потрапляють на поверхню Землі з Космосу і надходять від радіоактивних речовин, що знаходяться у земній корі.
Людина зазнає опромінення двома способами — зовнішнім та внутрішнім. Якщо радіоактивні речовини знаходяться поза організмом і опромінюють його ззовні, то у цьому випадку говорять про зовнішнє опромінення. А якщо ж речовини знаходяться у повітрі, яким дихає людина, або у їжі чи воді і потрапляють всередину організму через органи дихання та кишково-шлунковий тракт, то таке опромінення називають внутрішнім.
Штучними джерелами іонізуючих випромінювань є ядерні вибухи, ядерні установки для виробництва енергії, ядерні реактори, рентгенівські апарати.
За декілька останніх десятиліть людство створило сотні штучних радіонуклідів і навчилося використовувати енергію атома як у військових цілях — для виробництва зброї масового ураження, так і в мирних — для виробництва енергії, у медицині, пошуку корисних копалин, діагностичному устаткуванні й ін. Усе це призводить до збільшення дози опромінення як окремих людей, так і населення Землі загалом.
Серед техногенних джерел іонізуючого опромінення на сьогодні людина найбільш опромінюється під час медичних процедур і лікування, пов'язаного із застосуванням радіоактивності, джерел радіації.
Серед різноманітних видів іонізуючих випромінювань, як уже зазначалося вище, надзвичайно важливими при вивченні питання небезпеки для здоров'я і життя людини є випромінювання, що виникають в результаті розпаду ядер радіоактивних елементів, тобто радіоактивне випромінювання.
Еквівалентна доза(зіверт, Зв) є мірою біологічного впливу випромінювання на конкретну людину, тобто індивідуальним критерієм небезпеки, зумовленим іонізуючим випромінюванням. Зіверт дорівнює поглинутій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського та α, β-випромінювань).
Під впливом іонізаційного випромінювання атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізикохімічні процеси – до розірвання зв'язків у білкових молекулах, що призводить до загибелі клітин і поразки всього організму.
Особливості дії іонізуючого випромінювання на організм людини:
· органи чуття не реагують на випромінювання;
· малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);
· випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але і на його спадкоємців (генетичний ефект);
· різні органи організму мають різну чутливість до випромінювання.
Найсильнішого впливу зазнають клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень поділу. При одній і тій самій дозі випромінювання у дітей уражається більше клітин, ніж у дорослих, тому що у дітей всі клітини перебувають у стадії поділу.
Радіоактивні ізотопи надходять всередину організму з пилом, повітрям, їжею або водою і накопичуються в кістках (радій, фосфор, стронцій), в м'язах (калій, рубідій, цезій), щитовидній залозі (йод), у печінці, нирках, селезінці, або розподіляються рівномірно в організмі людини (тритій, вуглець, залізо, полоній),
ЛД (ліміт дози) для людей, які постійно працюють з радіоактивними речовинами, становить 2 бер на рік. При цій дозі не спостерігається уражень, проте достовірно поки невідомо, яким чином реалізуються канцерогенний і генетичний ефекти дії. Цю дозу слід розглядати як верхню межу, до якої не варто наближатися.
Основні принципи забезпечення радіаційної безпеки:
· зменшення потужності джерел до мінімальних розмірів («захист кількістю»);
· скорочення часу роботи з джерелом («захист часом»);
· збільшення відстані від джерел до людей («захист відстанню»);
· екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуюче випромінювання («захист екраном»).
Найкращими для захисту від рентгенівського і гамма-випромінювання є свинець і уран. Проте з огляду на високу вартість свинцю й урану, можуть застосовуватися екрани з більш легких матеріалів — просвинцьованого скла, заліза, бетону, залізобетону і навіть води. У цьому випадку, природно, еквівалентна товща екрану значно збільшується.
Для захисту від бета-потоків доцільно застосовувати екрани, які виготовлені з матеріалів з малим атомним числом. У цьому випадку вихід гальмівного випромінювання невеликий. Звичайно як екрани для захисту від бета-випромінювань використовують органічне скло, пластмасу, алюміній.
2.3. Електромагнітні поля (ЕМП)
Біосфера протягом усієї своєї еволюції перебувала під впливом електромагнітних полів (ЕМП), так званого фонового випромінювання, спричиненого природою. Навколо Землі існує електричне поле напруженістю у середньому 130 В/м. Також Земля постійно перебуває під впливом ЕМП, які випромінюються Сонцем. Це електромагнітне випромінювання включає в себе інфрачервоне (ІЧ), видиме ультрафіолетове (УФ), рентгенівське та у-випромінювання. Інтенсивність випромінювання змінюється періодично. ЕМП в біосфері відіграють універсальну роль носіїв інформації.
Зростання рівня техногенних ЕМП різко посилилося на початку 30-х років XX ст. і зараз їх рівень в окремих районах в сотні разів перевищує рівень природних полів. У сучасному місті джерелом штучних ЕМП є радіо, телевізійні центри, ретранслятори, засоби радіозв'язку різного призначення, лінії електропередач, особливо високовольтні, а також електротранспорт, різні електроенергетичні установки. В аеропортах працюють потужні радіолокаційні станції, радіопередавачі, які випромінюють у навколишнє середовище потоки електромагнітної енергії, на військових 
об'єктах використовуються радіолокаційні станції для проведення розвідки тощо.
ЕМП мають певну потужність, енергію і поширюються у вигляді електромагнітних хвиль. Основними параметрами електромагнітних коливань є:
· довжина хвилі,
· частота коливань,
· швидкість розповсюдження.
За частотою антропогенні електромагнітні випромінювання класифікуються так:
· низькочастотні випромінювання: 0,003 Гц–30 кГц;
· радіохвилі високочастотного (ВЧ) діапазону: 30 кГц–300 МГц;
· радіохвилі ультрависокочастотного діапазону (УВЧ): 30–300 МГц. (діапазон роботи судових та аеродромних радіослужб, радіомовних та телевізійних станцій).
· надвисокочастотні (НВЧ): 300 МГц – 300 ГГц.
ЕМП негативно впливають на людей, які безпосередньо працюють з джерелами випромінювань, а також на населення, яке проживає поблизу джерел випромінювання.
Внаслідок дії на організм людини електромагнітних випромінювань ВЧ- та УВЧ-діапазонів (діапазони 30 кГц – 300 МГц) спостерігаються: загальна слабкість, підвищена втома, пітливість, сонливість, а також: розлад сну, головний біль, болі в ділянці серця. З'являються роздратування, втрата уваги, продовжується тривалість мовно-рухової та зорово-моторної реакцій, збільшується межа нюхової чутливості. Виникає низка симптомів, що свідчать про порушення роботи окремих органів — шлунка, печінки, селезінки, підшлункової та інших залоз. Пригнічуються харчові та статеві рефлекси, порушується діяльність серцево-судинної системи, фіксуються зміни показників білкового та вуглеводного обміну, змінюється склад крові, фіксуються порушення на клітинному рівні.
Для запобігання професійним захворюванням, що викликані впливом ЕМП, встановлені допустимі норми опромінення.
Засоби і заходи захисту від ЕМП:
· зменшення часу перебування в області ЕМП;
· збільшеня відстанні від джерела випрмінення;
· екранізація джерел випромінювання;
· технічні засобі (зменшення випромінювання в джерелі);
· екранування робочих місць;
· використовувати засоби індивідуального захисту;
Електричний струм
Внаслідок дії електричного струму виникає електротравма. Електротравми умовно поділяють на загальні і місцеві. До місцевих травм належать опіки, електричні знаки, електрометалізація шкіри, механічні пошкодження, а також електроофтальмія (запалення очей внаслідок впливу ультрафіолетових променів електричної дуги).
Загальні електротравми називають також електричними ударами. Вони є найбільш небезпечним видом електротравм. При електричних ударах виникає збудження живих тканин, судомне скорочення м'язів, параліч м'язів опорно-рухового апарату, м'язів грудної клітки (дихальних), м'язів шлуночків серця. У першому випадку судомне скорочення м'язів не дозволяє людині самостійно уникнути дотикання з електроустановкою.
Розрізняють три ступені впливу струму при проходженні через організм людини (змінний струм):
· відчутний струм (початок болісних відчуттів (до 0-1,5 мА));
· невідпускний струм (судоми і біль, важке дихання (10-15 мА));
· фібриляційний струм (фібриляція серця при тривалості дії струму 2-3 с, параліч дихання (90-100 мА)).
Змінний струм небезпечніший за постійний. При струмі 20-25 мА пальці судомно стискають узятий в руку предмет, який опинився під напругою, а м'язи передпліччя паралізуються і людина не може звільнитися від дії струму. У багатьох паралізуються голосові зв'язки: вони не можуть покликати на допомогу.
За статистикою, найменший струм, за якого наступає смерть, становить 0,8 мА, можливість смерті людей від слабкого струму пояснюється тим, що результат електроураження залежить не тільки від дії струму на серце або органи дихання, але і від впливу на нервову систему з її індивідуальними особливостями.
Наслідки ураження людини електричним струмом залежить від:
· сили струму,
· часу проходження через організм,
· характер струму (змінний або постійний),
· напруги, частоти,
· опору тіла людини,
· шляху протікання в тілі людини,
· фізичного стану людини,
· умов навколишнього середовища.
Із можливих шляхів проходження струму через тіло людини найбільш небезпечним є той, при якому уражається головний мозок (голова — руки, голова — ноги), серце і легені (руки — ноги).
При ураженні електричним струмом насамперед необхідно надати потерпілому першу долікарську допомогу.
Хімічні фактори небезпеки
Протягом свого життя людина постійно стикається з великою кількістю шкідливих речовин, які можуть викликати різні види захворювань, розлади здоров'я, а також травми як у момент контакту, так і через певний проміжок часу. Особливу небезпеку становлять хімічні речовини, які залежно від їх практичного використання можна поділити на:
· промислові отрути (розчинники, барвники) – є джерелом небезпеки гострих і хронічних інтоксикацій при порушенні правил техніки безпеки (наприклад, ртуть, свинець, ароматичні сполуки тощо);
· отрутохімікати у сільському господарстві (гербіциди, пестициди);
· лікарські препарати;
· хімічні речовини побуті (харчові добавки, засоби санітарії, особистої гігієни, косметичні засоби);
· хімічна зброя.
Залежно від характеру дії на організм людини хімічні речовини поділяються на:
· токсичні,
· подразнюючі,
· мутагенні,
· канцерогенні,
· наркотичні,
· задушливі,
· речовини, що впливають на репродуктивну функцію,
· сенсибілізатори.
Токсичні речовини — це речовини, які викликають отруєння усього організму людини або впливають на окремі системи людського організму. Наприклад, на кровотворення, центральну нервову систему. До таких речовин належать такі сполуки, як чадний газ, селітра, концентровані розчини кислот чи лугів тощо.
Подразнюючі речовини викликають подразнення слизових оболонок, дихальних шляхів, очей, легень, шкіри. Наприклад, пари кислот, лугів, аміак.
Мутагенні речовини призводять до порушення генетичного коду, зміни спадкової інформації. Це — свинець, радіоактивні речовини тощо.
Канцерогенні речовини викликають злоякісні новоутворення — пухлини. До них відносяться ароматичні вуглеводні, циклічні аміни, азбест, нікель, хром тощо.
Наркотичні речовини впливають на центральну нервову систему (спирти, ароматичні вуглеводи).
Задушливі речовини приводять до токсичного набряку легень (оксид вуглецю, оксиди азоту).
Прикладом речовин, що впливають на репродуктивну (народжувальну) функцію можуть бути радіоактивні ізотопи, ртуть, свинець тощо.
Сенсибілізатори — це речовини, що діють як алергени. Це, наприклад, розчинники, формалін, лаки на основі нітро- та нітрозосполук тощо.
Отруйні – речовини, які призводять до ураження всіх живих організмів, особливо людей та тварин.
Отруйні речовини можуть потрапляти в організм людини через шкіру, органи дихання та шлунок. Ступінь ураження отруйними речовинами залежить від їх токсичності вибіркової дії, тривалості, а також від їх фізико-хімічних властивостей.
За тривалістю дії шкідливі речовини можна поділити на три групи:
· летальні, що призводять або можуть призвести до смерті — термін дії до 10 діб;
· тимчасові, що призводять до нудоти, блювоти, набрякання легенів, болю у грудях — термін дії від 2 до 5 діб;
· короткочасні — тривалість декілька годин. Призводять до подразнення у носі, ротовій порожнині, головного болю, задухи, загальної слабості, зниження температури.
Для послаблення впливу шкідливих речовин на організм людини та визначення ступеня забрудненості довкілля та впливу на рослинні і тваринні організми користуються такими поняттями, як
· гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин,
· гранично допустимі викиди (ГДВ),
· гранично допустимі екологічні навантаження (ГДЕН),
· максимально допустимий рівень (МДР),
· тимчасово погоджені викиди (ТПВ) та орієнтовно безпечні рівні впливу (ОБРВ) забруднюючих речовин у різних середовищах.
Гранично допустима концентрація (ГДК) — це концентрація речовини, що не знижує працездатності та самопочуття людини, не шкодить здоров'ю у разі постійного контакту, а також не викликає небажаних (негативних) наслідків у нащадків.
ГДК встановлюються головними санітарними інспекціями в законодавчому порядку або рекомендуються відповідними установами, комісіями на основі результатів комплексних наукових досліджень, лабораторних експериментів.
За наявності в повітрі чи воді кількох забруднювачів односпрямованої дії повинна виконуватись така умова:
С/ГДК, + С2/ГДК2 + ... + С/ГДК ≤ 1,
де С – фактичні концентрації забруднювачів, мг/м3.
Якщо ця умова не виконується – санітарний стан не відповідає нормативним вимогам.
Основними засобами захисту людини від впливу шкідливих речовин є
· гігієнічне нормування їх вмісту у різних середовищах,
· очищення газових викидів (адсорбція, абсорбція) та стоків.