Лекции По Методико-биологическим основам безопасности жизнедеятельности Факультет

УФ-Излучение обладает способностью вызывать фотоэлектри­ческий эффект, проявлять фотохимическую активность (развитие фотохимических реакций), вызывать люминесценцию и проявлять значительную биологическую активность.

Для оценки интенсивности УФ-излучения используют энерге­тическую (физическую) облученность Вт/м². Биологическое дей­ствие УФ-излучения обычно оценивают по бактерицидным и эритемным свойствам излучения. Эритемный поток — мощность эритемного излучения — представляет собой величину, характеризу­ющую эффективность УФ-излучения по его полезному воздействию на человека и животных. За единицу эритемного излучения принят эр, соответствующий мощности 1 Вт для длины волны 297 нм. За единицу измерения бактерицидного потока принят бакт — бакте­рицидный поток монохроматического излучения 1 Вт с длиной волны 254 нм.

Производственные источники УФ-излучения. Наиболее распрос­траненными искусственными источниками УФ-излучения на про­изводстве являются электрические дуги, ртутно-кварцевые горел­ки, автогенное пламя. Они принадлежат к так называемым тем­пературным излучателям. УФ-облучению подвергаются работни­ки, занятые электросваркой, автогенной резкой и сваркой ме­талла, плазменной резкой и сваркой, дефектоскопией; работни­ки, занятые плавкой металлов и минералов с высокой температурой плавления на электрических, диабазовых, стекольных и других печах; работники, занятые производством ртутных вы­прямителей; испытатели изоляторов; технический и медицинс­кий персонал, работающий с ртутно-кварцевыми лампами при светокопировании, стерилизации воды и продуктов. Сельскохозяйственные, строительные, дорожные работники и другие профессиональные группы, работающие под открытым небом, подвергаются действию УФ-излучения солнечного спектра, особенно в осенне-летний период.

Влияние на организм человека. В биологически активной части УФ-излучения можно выделить три области: спектральную область А с длиной волны 400 — 315 нм, отличающуюся сравнительно сла­бым биологическим действием, возбуждающую флюоресценцию органических соединений; область В с длиной волны 315 — 280 нм обладающую сильным эритемным (вызывает покраснение) и ан­тирахитическим действием, и область с длиной волны С — 280— 200 нм, активно действующую на тканевые белки и липиды, вы­зывающую гемолиз (разрушение красных кровяных телец) и обла­дающую выраженным антирахитическим действием (см. табл. 5.14). УФ-излучение более короткого диапазона (от 180 нм и ниже) силь­но поглощается всеми материалами и средами, в том числе и воз­духом, поэтому может иметь место только в условиях вакуума.

Биологическое действие УФ-излучения солнечного света проявляется, прежде всего, в положительном влиянии на организм человека. УФ-излучение — жизненно необходимый фактор. Установ­лено его общестимулирующее действие: повышается умственная работоспособность, физическая выносливость. Под воздействием УФ-излучения наблюдается более интенсивное выведение хими­ческих веществ из организма и уменьшение их токсического дей­ствия. Повышается сопротивляемость организма, снижается забо­леваемость, в частности органов дыхания, повышается устойчи­вость к охлаждению, снижается утомляемость, увеличивается ра­ботоспособность.

При длительном недостатке УФ-излучения солнечного света возникают нарушения физиологического равновесия организма, развивается своеобразный симптокомплекс, именуемый «световое голодание». К контингентам, испытывающим его, относятся работники шахт и рудников, люди, находящиеся в бесфонарных и безоконных цехах и объектах, не имеющих естественного освеще­ния, таких, как машинные отделения, метрополитен и др., а так­же работающие на Крайнем Севере.

Изменения воздушной среды под влиянием УФ-излучения. Важное гигиеническое значение имеет способность УФ-излучения (об­ласть С) производственных источников изменять газовый состав атмосферного воздуха вследствие его ионизации. При этом в воздухе образуется озон и оксиды азота. Эти газы обладают высокой и могут представлять большую профессиональную опасность, особенно при выполнении сварочных работ, сопро­вождающихся УФ-излучением, в ограниченных, плохо проветри­ваемых помещениях или в замкнутых пространствах.

В целях профилактики отравлений этими газами соответствую­щие помещения должны быть оборудованы местной вытяжкой или общеобменной вентиляцией, а при проведении сварочных работ в замкнутых объемах (отсеках кораблей, различных емкостей) необ­ходимо подавать свежий воздух непосредственно под щиток или шлем.

При профилактическом УФ-облучении людей регламентирова­ны облученность и суточная доза. Эти нормы установлены для диа­пазона 280 — 400 нм и подразделены на минимальные, максималь­ные и рекомендуемые. Согласно гигиеническому нормированию УФ-излучения установлено, что максимальная облученность не должна превышать 7,5 мэр-ч/м², а максимальная суточная доза — 60 мэр • ч/м² для диапазона УФ-излучения с длиной волны больше 280 нм. Потенциальная возможность развития неблагоприятных последствий УФ-переоблучения обусловила необходимость огра­ничения воздействия УФ-излучения естественного и искусствен­ного происхождения.

При использовании в производственном помещении сразу не­скольких УФ-генераторов возникает отраженное действие на ра­ботников излучения, которое может быть значительно ослаблено окраской стен с учетом коэффициента отражения.

Лекция №12. Ионизирующее излучение. Некоторые эффекты внешнего воздействия ионизирующих излучений на человека.

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. Наибольшую опасность для человека представляют радиоактивные излучения, такие как γ-излучение, рентгеновское, нейтрон­ное, α- и β-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.

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 и свободные радикалы);

- химическая стадия (10^-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. В зависимости от поглощенной дозы и индивидуальных особенностей организма вызываемые изменения могут быть обратимыми и необратимыми. Особенности биологического действия ИИ.

1. 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.

2. Наличие скрытого (латентного) периода проявления биоло­гического эффекта. Видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерные для лучевого заболевания, проявляются не сразу, а спустя некоторое время.

3. 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.

4. При облучении энергия поглощаемых радиоактивных веществ и наружных источников обладает очень высокой эффективностью, что связано с наличием физического и биологического механиз­мов усиления эффекта радиации. 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. При облучении наиболее глубокие изменения возникают в клеточных органеллах, богатых высокомолекулярными веществами и нуклеиновыми кис-I лотами.

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. Генетические последствия обычно не выявляются у самого пострадавшего, а обна­руживаются при статистическом изучении его потомства. Они вы­ражаются в повышении в потомстве облученных родителей числа новорожденных с пороками развития, в увеличении детской смертности, числа выкидышей и мертворожденных, изменении соот­ношения рождаемых мальчиков и девочек.

Полученной человеком во время одного рентгенологического обследования.

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.

Ионизирующее излучение при воздействии на организм человека, прежде всего, ведет к снижению иммуннозащитной функции. В связи с этим человек становится более ранимым в отношении микробной флоры, обитающей как во внешней среде, так и в са­мом организме. Последнее выражается в более частых заболевани­ях инфекционного происхождения органов дыхания, ЛОР-органов (уха, горла, носа и его пазух). Не исключены и заболевания других физиологических систем — нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной, мочеполовой, эндокринной. Увеличиваются не только количество случаев заболеваний, но и их длительность, тяжесть заболеваний и их осложнений. В конечном результате воз­можна преждевременная смерть. Об этом свидетельствуют много­летние наблюдения над пострадавшими в результате чернобыль­ской катастрофы на атомной электростанции.

Профилактические мероприятия. 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.

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 зависит от приема антидота относительно начала попадания радиоактивного вещества в организм.

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 основе этих документов лежат следующие принципы радиа­ционной безопасности: не превышение установленного дозового предела; исключение всякого необоснованного облучения; сниже­ние излучения до возможно низкого уровня.

В зависимости от группы критических органов в качестве ос­новных дозовых пределов устанавливаются предельно допустимая доза (ПДД) за календарный год или предел дозы (ПД) за кален­дарный год.

ПДД — такое наибольшее значение индивидуальной эквива­лентной дозы ИИ за календарный год, при котором равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья человека неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современ­ными методами.

ПД — такое наибольшее среднее значение индивидуальной эк­вивалентной дозы ИИ за календарный год у критической группы лиц, при котором равномерное облучение в течение 70 лет не мо­жет вызвать в состоянии их здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Класс нормативов «допустимые уровни» включает величины, которые являются производными дозовых пределов: предельно допустимое годовое поступление радионуклида через органы ды­хания; допустимое содержание радионуклида в критическом орга­не; допустимая объемная активность (концентрация) радионук­лида в воздухе рабочей зоны (атмосферном воздухе, воде); допу­стимое загрязнение кожи, спецодежды и рабочих поверхностей.

Цель установления контрольных уровней — предотвратить пре­вышение облучения и уменьшить дозовую нагрузку на персонал. Их рекомендуется устанавливать ниже допустимых уровней и на­столько низкими, насколько это достижимо на практике, с уче­том конкретных условий производства.

Меры технического оздоровительного характера. 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.

Лекция №13. Медико-биологическая характеристика негативного воздействия химических факторов на организм человека. Пыль. Гигиеническое нормирование и профилактика.

В мире насчитывается более 100 млн. химических веществ и ежегодно синтезируется около 100 тыс. С ними человек имеет постоянный или временный контакты на протяжении всей жизни. Химические вещества поддерживают жизнедеятельность, создавая комфортные условия в быту, на рабочем месте, во время отдыха. Они могут существовать в различных агрегатных состояниях (газ, жидкость, пар, твердое состояние, в чистом виде, в смесях, как при­меси), во всех средах обитания человека (воздух, вода, почва). В организм человека химические вещества попадают тремя путя­ми; самый частый путь поступления — через органы дыхания (ин­галяционный). Таким путем проникают оксид углерода (угарный газ), диоксиды серы, азота, пары металлов (свинца, ртути, марганца и пр.). Другой путь поступления — через желудочно-кишечный тракт с пищей из невымытых рук, и третий путь — всасывание через неповрежденную кожу и слизистые оболочки верхних дыхатель­ных путей, глаз, ротовой полости и пр. Например, органические растворители из группы ароматических углеводородов (ксилол, толуол) при попадании на кожу легко проникают в организм.

Химические вещества (факторы) обладают определенными толь­ко им присущими свойствами и в связи с этим подразделяются на следующие классы:

— чрезвычайно опасные, ПДК в воздухе рабочей зоны менее

— высокоопасные, ПДК в воздухе рабочей зоны 0,1 — 1,0 мг/м3

— умеренно опасные, ПДК в воздухе рабочей зоны 1,0 —

— малоопасные, ПДК более 10 мг/м3 (бензин, ацетон, кси­лол и др.).

Химические соединения способны вызвать в организме практи­чески все патологические процессы и состояния. По мере углубления и расширения знаний о механизмах токсического действия вы­являются все новые виды неблагоприятных эффектов.

К веществам, опасным для возникновения и развития острых отравлений, следует отнести, например, диоксид азота, бром, оксид углерода (угарный газ), формальдегид, хлор. К веществам, вызывающим аллергические заболевания (бронхиальная астма, астматический бронхит, конъюнктивит, дерматит), можно отнес­ти хром, никель, кобальт и их соединения и пр.

Химические вещества повреждающим образом воздействуют на здоровье детей, проникая в их организм через организм матери-«донора». Известны случаи повышенной болезненности новорожденных, которых кормили грудным молоком от матерей, имевших контакт с дихлордифенилтрихлорэтаном (ДДТ), урсолом.

отмечалась повышенная гинекологическая заболеваемость и патология родовой

Распределение химических веществ в воздухе крайне изменчи­во и, как правило, носит нестабильный характер. Их количества вследствие различия температуры воздуха по вертикали и гори­зонтали, постоянного движения воздуха, увеличения или умень­шения интенсивности технологического процесса и объемов ат­мосферных выбросов могут меняться на порядок в течение не­скольких часов и даже чаще.

Следует отметить, что одни химические вещества в совокупности с другими создают основу для различных вариантов их комбинированного действия на организм человека. Одним из этих вариантов считается потенцированное дей­ствие (синергизм), когда токсический эффект больше, чем сумма токсических эффектов нескольких химических веществ, на­пример, воздействие раздражающих газов, растворителей, алко­голя и свинца, ацетона и толуола, ацетона и циклогексана, окси­да углерода и цианистого водорода. Противопоставлением синер­гизму является антагонистическое действие, когда ком­бинированное влияние веществ меньше суммарного действия не­скольких веществ (например, марганца и свинца, фосфороргани-ческих соединений и атропина). Аддитивное действие — это такое токсическое воздействие, когда суммарный эффект ра­вен сумме эффектов действующих отдельно химических веществ (например, ацетона и дихлорэтана). Независимым действи­ем называется такой вариант комбинированного действия, в ко­тором общий результат не зависит от влияния каждого вещества, а токсический эффект оценивается по наибольшему воздействию одного из них.

Многие химические соединения обладают неблагоприятным воздействием на человека, приводя к возникновению различных заболеваний. Невозможно вследствие большого количества заболе­ваний (отравлений), вызванных химическими веществами, дать им даже краткую клиническую картину. Поэтому ограничимся наи­более распространенными заболеваниями.

В результате действия химических веществ среди населения име­ют место так называемые экологические заболевания. Среди них различают две группы: природно - обусловленные и антропо­генно обусловленные.

В первую группу (природно обусловленные) входят такие забо­левания как эндемический зоб, флюороз (от избытка фтора), молибденоз (от избытка молибдена), болезнь Прасада (от недостатка цинка), болезнь Кашина (от недостатка селена), гиперселеноз (от избытка селена), гемосидероз (от избытка железа), уровская бо­лезнь (болезнь Кашина — Бека, от избытка стронция и недостатка кальция), метгемоглобинемия (от избытка нитратов), кариес (от недостатка фтора).

К антропогенным болезням (вторая группа) относят болезни Минамата (от воздействия метилртути), Итай-Итай (от воздей­ствия кадмия), Юша (от воздействия полихлорбифенилов и диок­синов), техногенные остеопатии (от воздействия, например, фто­ра), подагру (от воздействия молибдена), энцефалопатию и нефропатию (от воздействия свинца), миокардиопатию (от воздей­ствия кобальта), акродения (болезнь Свифта, Феера от воздей­ствия ртути), алопецию (вероятно, от воздействия тяжелых метал­лов и борофтористых соединений), синдром общей (множествен­ной) химической чувствительности (от воздействия многих веществ малой интенсивности).

В результате воздействия химических веществ (соединений) у работников в значительной степени снижается иммуннозащитная функция организма, что приводит к повышению показате­лей производственно обусловленной заболеваемости.

Химические вещества служат причиной развития профессио­нальных заболеваний различных систем и органов работающего человека. Их можно разделить на следующие группы. В первую и самую многочисленную группу входят отравления (заболевания) общего характера, преимущественно всего организма, но нередко с преобладанием наиболее выраженной патологии какой-либо системы или органа. К ним следует отнести сотни известных по своей клинике отравлений (интоксикаций) газами, аэрозолями (парами) металлов, жидкостями. Чаще всего это отравление (по­ражение) парами металлов свинца, ртути, марганца, газами (ок­сидом углерода, хлором, сероводородом), жидкостями (органи­ческими кислотами), пылью химического состава (пестицидами, минеральными удобрениями, ядохимикатами и др.).

Общее повреждение (отравление) организма может быть сме­шанным с локальной патологией и выглядит следующим образом. Прежде всего, возникают отравления с преимущественным пора­жением органов дыхания. Профессиональные заболевания, входя­щие в эту группу, называются так: риноларонгофарингит (заболе­вание слизистых оболочек носа, горла, гортани), эрозия (язва) и перфорация (прободение) носовой перегородки, трахеит, брон­хит, пневмосклероз (перерождение легочной ткани). Они развива­ются от воздействия, например, хлора, фтора, хрома, агрохимикатов.

Следующая группа заболеваний протекает с таким преимуще­ственным поражением организма, который носит название токси­ческой анемии (малокровия). Оно возникает под влиянием арома­тических соединений, свинца и пр. Отравления ароматическими хлорированными углеводородами, аэрохимикатами, фосфором и фтором приводят к развитию токсического гепатита (поражения печени).

Токсические поражения глаз — катаракта (помутнение хрус­талика глаза), конъюнктивит (воспаление слизистой оболочки глаз), кератоконъюнктивит (воспаление слизистой оболочки и рогови­цы глаза) обнаруживаются у работников, имеющих отравление соединениями азота, хлора и серы, а также формальдегидом, три­нитротолуолом. На фоне отравлений фосфором, фтором, кадмием и др. могут развиться токсические поражения костей в виде остео-пороза (размягчения).

Отравления химическими веществами часто протекают в соче­тании с болезнями кожи. Это контактный дерматит (воспаление кожи), фотодерматит (обусловленный воздействием солнечных лучей и химических веществ), паронихия (поражение ногтей), паронихия, меланодермия (опухоль кожи), масляные фолликулиты (вос­паление волосяного мешочка), витилиго (побеление отдельных участков кожи).

Аллергические заболевания органов дыхания (бронхиальная аст­ма), глаз (конъюнктивит), кожи (дерматит), других органов и систем организма также могут быть обусловлены химическими веществами.

Еще одна группа профессиональных заболеваний может, как самостоятельно развиваться, так и сопутствовать общему пораже­нию организма от химических веществ. Это онкологические (рако­вые) заболевания следующих тканей или органов: кожи от воз­действия продуктов перегонки нефти, каменного угля, сланцев; полости рта и органов дыхания от воздействия никеля, хрома, смол, асфальта; печени от воздействия винилхлорида; желудка от воздействия хрома, никеля, полициклических ароматических уг­леводородов; мочевого пузыря от воздействия бензидина, нафтиламина

Сроки периодических медицинских осмотров лиц, работающих с химическими веществами аллергического и онкологического действия, установлены для каждого из веществ отдельно. Клиника наиболее часто встречающихся профессиональных заболеваний химического происхождения приведена ниже.