Ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовое (УФ) излучение представляет собой невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее в электромагнитном спектре промежуточное положение между светом и рентгеновским излучением.
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.
Гигиеническое нормирование и меры защиты. Нормируемой величиной для УФ-излучения является облученность. Различают эритемную, или биологическую дозу облученности, которая равна минимальному времени облучения, после которого через 8— 14 ч появляется покраснение на незагорелом участке кожи.
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.
Биологическое действие ионизирующих излучений. Энергия, излучаемая радиоактивными веществами, поглощается окружающей средой. В результате действия ионизирующих излучений на организм человека в тканях происходят сложные процессы. Никакой другой вид энергии, поглощенной в том же количестве, не сопровождается такими тяжелыми поражениями организма, какие вызывает ионизирующее излучение.
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.
Последствия воздействия ИИ на человека. Изменения на клеточном уровне не только приводят к нарушению функций отдельных органов и систем в облученном организме и способствуют возникновению злокачественных новообразований, но и вызывают наследственные изменения, отражающиеся на последующих поколениях облученных людей. Условно различают три группы индуцированных ионизирующим излучением эффектов:
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.
Внешнее облучение. Естественные источники ИИ создают в среднем мощность эквивалентной дозы 2,25 мЗв/год. Интенсивность общего космического излучения несколько изменяется в зависимости от широты, высотных, метеорологических, ландшафтных, сезонных и суточных условий. Космическое излучение в околоземных условиях, благодаря атмосфере, магнитным полям Земли, уменьшающим плотность и жесткость потока элементарных частиц, в отличие от открытого космоса не вызывает лучевой болезни, однако это не исключает других реакций в тканях организма. Поглощенная доза космического излучения всеми органа-Ми человека в течение года составляет всего 2,5 — 3,5 мкГр, т.е. в 100 раз меньше поглощенной дозы рентгеновского излучения,
Полученной человеком во время одного рентгенологического обследования.
Внутреннее облучение. Радиоактивные вещества могут попасть внутрь организма при вдыхании загрязненного ими воздуха, с загрязненной пищей или водой, через кожу, а также при загрязнении открытых ран. При внутреннем облучении опасны все виды излучения, так как они действуют непрерывно и практически на все органы. Опасность радиоактивных веществ тем больше, чем выше их активность. Наибольшее поражающее действие оказывают в основном источники α-излучения, а затем β- и γ-активные вещества, т. е. наблюдаются обратные по сравнению с действием внешнего облучения последовательности.
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.
Гигиеническое нормирование ИИ. Законодателем нормирования ИИ стала созданная на Втором международном конгрессе по радиологии (г, Стокгольм) в 1928 г. Международная комиссия по защите от рентгеновского излучения и радия, позднее переименованная в Международную комиссию по радиационной защите (МКРЗ).
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
0,1 мг/м3 (ртуть металлическая, свинец и его неорганические соединения, хромовый ангидрид и др.);
— высокоопасные, ПДК в воздухе рабочей зоны 0,1 — 1,0 мг/м3
(акролеин, оксид кобальта, фенол, формальдегид и др.);
— умеренно опасные, ПДК в воздухе рабочей зоны 1,0 —
10 мг/м3 (бензол, вольфрам, оксиды азота и др.);
— 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.
Поделитесь с Вашими друзьями: |