Вредные физические воздействия
§5. Вредные физические воздействия
К числу вредных физических воздействий относят:
· ионизирующие излучения – радиационные воздействия высокого уровня энергии (потоки a-, b- и g-частиц, образующиеся при радиоактивном распаде или в ускорителях), электромагнитные излучения длиной волны менее 10-7 см;
· неионизирующие излучения – часть электромагнитного спектра длиной волны более 10-7 см в диапазоне от низких до лазерных частот, малые дозы радиоактивного излучения;
· акустические воздействия – шум, ультразвук и инфразвук;
· вибрация.
5.1 Излучения
Ионизирующие излучения характеризуются высокой степенью биологического воздействия на уровне молекул и клеток, отдельных органов и организма в целом. При этом происходит поглощение биосубстратом энергии излучения, ионизация атомов и молекул, повреждение молекулярных соединений и образование активных свободных радикалов. Реакции организма, которые включают как соматические, так и генетические изменения, зависят от вида излучения, скорости поглощения энергии, поглощенной дозы излучения, распределения энергии облучения в организме, индивидуальных особенностей организма.
Неионизирующие излучения не оказывают столь быстрого разрушающего действия на живые организмы, однако отдаленные последствия его воздействия часто оказываются достаточно опасными.
Рекомендуемые материалы
Воздействующее на живой организм излучение подразделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение предполагает, что источник воздействия находится вне организма. Оно связано в основном с бета- и гамма-излучением, имеющими высокую проникающую способность. В случае, если радиоактивные вещества с пищей или вдыхаемым воздухом попадают внутрь организма, появляется источник внутреннего облучения. При внутреннем облучении на клетки организма воздействуют альфа-частицы. Радиоактивное облучение связано с воздействием источников как естественного происхождения, так и созданных человеком. Основная часть получаемой жителями Земли дозы облучения обусловлена естественными источниками. Средняя годовая индивидуальная эквивалентная доза от них составляет для землян 2 миллизиверта (мЗв).
Опасным естественным источником внутреннего облучения человека является газ радон. Он в 7,5 раз тяжелее воздуха, не имеет цвета и запаха. Радон скапливается в ванных комнатах особенно при пользовании душем.
Источники радиоактивного излучения, созданные человеком, от светящихся циферблатов и аппаратов медицинской диагностики до атомного оружия и атомной энергетики, привели к возрастанию как индивидуальных, так и коллективных доз облучения.
По оценкам международных организаций, основную дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации, вносят медицинские процедуры. Рентгенологическое обследование получило в мире очень широкое распространение и составляет в развитых странах от 300 до 900 обследований в год на 1000 жителей, не считая "обязательной" флюорографии.
Источники ионизирующего излучения используют во многих приборах, предназначенных для контроля качества продукции, в исследовательских целях и т.п. Возможность сверхнормативного облучения в этих случаях связана в основном с недостаточной квалификацией или безответственностью персонала.
Атомный энергетический цикл вносит существенный вклад в повышение радиационного фона, в частности при складировании объемных радиоактивных отходов, образующихся в процессе добычи и обогащения урановых руд и при захоронении отработанного ядерного горючего и отслужившего срок эксплуатации оборудования АЭС. Однако наибольшую опасность представляют аварии на атомных электростанциях.
5.2 Магнитные, электрические и электромагнитные поля и излучения
Искусственные магнитные поля, создаваемые постоянным электрическим током большой силы, характеризуются напряженностью до нескольких тысяч ампер на метр.
Нормативная величина напряженности постоянного магнитного поля, образующегося вблизи установок и линий электропередач постоянного тока, в течение рабочего дня составляет 8000 А/м.
При контактной сварке, где величина тока достигает 1000 А и более, возникает магнитное поле до 10 кА/м.
Наряду с магнитным постоянный электрический ток создает электрическое поле, называемое электростатическим. Электростатическое поле высокой напряженности оказывает негативное воздействие на организм человека, в частности вызывает расстройства нервной системы, отрицательно влияет на репродуктивную функцию организма, особенно у мужчин. Нормативная величина напряженности электростатического поля в течение рабочего дня составляет 20 кВ/м, предельно допустимый уровень напряженности – 60 кВ/м. Источником электромагнитных полей является переменный ток. Создаваемые электромагнитным полем электромагнитные волны характеризуются частотой колебаний (Гц).
Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) передается по линиям электропередач напряженностью 330, 500, 750 и 1150 кВ. Источниками такого излучения являются также открытые распределительные устройства и электроустановки переменного тока, радиотехнические и электронные устройства: связь, локация, радио и телевидение. Электромагнитные излучения этих установок находятся в диапазоне радиочастот от 103до 1012 Гц.
Вокруг любого источника электромагнитного излучения образуются три зоны воздействия: ближняя (индукции), промежуточная (интерференции) и дальняя (волновая).
Для защиты населения от воздействия электромагнитного поля высокой частоты радиостанции, телецентры, ретрансляторы и другие источники радиоволнового излучения мощностью свыше 100 кВт должны размещаться за пределами населенных пунктов. Если источники радиоволнового излучения располагаются в городской черте, то вокруг них в обязательном порядке должна быть создана санитарно-защитная зона (СЗЗ), состоящая из зоны строгого режима и зоны ограниченного пользования. На внешней границе зоны строгого режима напряженность электромагнитного поля не должна превышать 20 В/м, а на внешней границе зоны ограниченного пользования – 2 В/м. В зоне строгого режима находится источник радиоволнового излучения. Она, как правило, ограждена и охраняется. В пределах СЗЗ не допускается расположение жилых домов. Размеры СЗЗ определяются расчетом, исходя из суммарной мощности передатчиков, типа, высоты и коэффициента усиления антенны, рельефа местности. Расчетные размеры СЗЗ составляют от нескольких сот метров до 1-2 км. С увеличением высоты антенн, в частности для локаторов непрерывного действия, напряженность создаваемого электромагнитного поля возрастает по вертикали, что необходимо учитывать при установлении границ СЗЗ и этажности застройки в зоне влияния источника радиоволнового излучения (рис. 8).
Рис. 8.
Схематическая диаграмма направленности излучения радиолокатора:
1 – направление максимального излучения, совпадающего с главным лепестком (2); 3 – боковые лепестки; 4 – задний лепесток
5.3. Акустические воздействия и вибрация
Акустическое воздействие – шум представляет собой беспорядочные колебания сложной спектральной структуры, часто смешанные с периодическими акустическими колебаниями.
Акустические колебания в зависимости от частоты подразделяются на ультразвук, звук и инфразвук. При частоте от 16 до 20 000 Гц акустические колебания воспринимаются органами слуха человека. Колебания с частотой более 20 000 Гц относят к ультразвуковым, с частотой менее 16 Гц – к инфразвуковым колебаниям.
Громкость звука зависит от амплитуды звуковых колебаний, а сила (или интенсивность) звука характеризуется мощностью звука, приходящейся на единицу площади.
Источники шума в городах разнообразны. Основной источник, ответственный примерно за 80% общей акустической нагрузки, – транспорт.
На крупных транспортных магистралях уровень шума составляет 85-92 дБ с максимумом звукового давления в диапазоне частот 400-800 Гц. Интенсивный шум создает железнодорожный транспорт. Даже на расстоянии 200 м от железнодорожной линии его уровень составляет примерно 60 дБ.
Мощными источниками шума, с которыми связано акустическое загрязнение среды на большой территории, являются аэропорты. Особенно интенсивный шум создается самолетами при взлете. Так, например, уровень шума на расстоянии 1 км от взлетной полосы при взлете самолета АН-24 достигает 107-110 дБ.
Вместе с этой лекцией читают "13. Влияние освещения и погодных условий".
Уровень шума в городах за счет роста населения, увеличения скоростей и интенсивности движения транспортных средств возрастает примерно на 0,5-1 дБ в год, а в некоторых крупных городах рост акустической нагрузки достигает 2 дБ в год.
Жилые помещения, особенно расположенные в многоэтажных домах, имеют большое число "внутренних" источников шума: работающие лифты, вентиляторы, насосы, телевизоры, магнитофоны могут создавать шум интенсивностью от 70 до 95 дБ. Громкий разговор по телефону является источником акустического воздействия интенсивностью до 70 дБ. Однако человек постоянно жил и живет в мире звуков, и абсолютная тишина его угнетает. Попытки создать "рабочую обстановку" в производственных помещениях путем их полной звукоизоляции приводили к нервным срывам и потере работоспособности. Звуки определенной силы стимулируют процесс мышления. Эффект "тихого уличного шума", создаваемого музыкой и негромкими разговорами, наиболее благоприятствует рабочей обстановке.
Вибрация представляет собой механические колебания материальных систем с частотой обычно больше одного герца и с малой амплитудой.
Вибрационные воздействия связаны с акустическими колебаниями низких частот и инфразвуковыми колебаниями. Инфразвуки генерируются многочисленными природными источниками и способны распространяться на огромные расстояния, огибая препятствия. Мощность инфразвуковых колебаний естественного происхождения невелика.
Города являются сосредоточием техногенных источников инфразвуковьгх колебаний и связанной с ними вибрации. К ним относятся компрессорные станции, вентиляторы, виброплощадки, кондиционеры, градирни, турбины дизельных электростанций, внутридомовые технические устройства. Уровень инфразвукового давления достигает мощности от 80 дБ при работе небольших компрессоров до сотен децибел при испытаниях реактивных двигателей.
Нормирование уровня вибрации в жилых помещениях по показателям виброскорости, виброускорения и вибросмещения (в дБ) производится в диапазоне частот от 2 до 63 Гц с учетом времени суток, характера вибрации и ее продолжительности.
