Электромагнитные поля и излучения
Существование человека в любой среде связано с воздействием на него и среду обитания электромагнитных полей. Их источниками являются атмосферное электричество, космические лучи, излучение солнца, а также искусственные источники: различные генераторы, трансформаторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров и т.д. На предприятиях источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), измерительные приборы, устройства защиты и автоматики, соединительные шины и другое оборудование.
Перемещенные электромагнитные поля способны оказывать негативное воздействие на организм человека. Ткани человеческого организма поглощают энергию электромагнитного поля, в результате этого происходит нагрев тела человека. Интенсивнее всего электромагнитные поля воздействуют на органы и ткани с большим содержанием воды: мозг, желудок, желчный и мочевой пузырь, почки. При воздействии электромагнитного поля на глаза человека возможно помутнение хрусталика (катаракта). При длительном воздействии на работающих электромагнитного излучения различной частоты возникают повышенная утомляемость, сонливость или нарушение сна, боли в области сердца, торможение рефлексов и т.д.
В современной жизни прочное место заняли компьютеры, без которых невозможно представить не только трудовую, но и другие сферы деятельности.
С точки зрения безопасности труда, на здоровье пользователей прежде всего влияют повышенное зрительное напряжение, психологическая перегрузка, длительное неизменное положение тела в процессе работы и воздействие электромагнитных полей, которое является наиболее опасным и коварным, так как действует незаметно и проявляется не сразу.
Последствиями регулярной работы с компьютером без применения защитных мер являются:
ü заболевания органов зрения (у 60% пользователей);
ü болезни сердечно-сосудистой системы (у 60%);
ü заболевания желудочно-кишечного тракта (у 40%);
ü кожные заболевания (у 10%);
ü различные опухоли, прежде всего мозга.
Особенно опасно электромагнитное излучение компьютера для детей и беременных женщин. Установлено, что у беременных женщин, работающих на компьютерах с дисплеями на электронно-лучевых трубках, с 90%-й вероятностью в 1,5 раза чаще случаются выкидыши и в 2,5 раза чаще появляются на свет дети с врожденными пороками. Электромагнитные излучения оптического диапазона.
Электромагнитные волны в диапазоне от 400 до 760 НМ называются световыми. Они действуют непосредственно на человеческий глаз, производя специфическое раздражение его сетчаткой оболочки, ведущее к световому восприятию. Тесно примыкают к видимому спектру электромагнитные волны с длиной волны менее 400 НМ – ультрафиолетовое излучение, и с длиной волны более 760 НМ – инфракрасное излучение. Все эти виды излучения не имеют принципиального различия по своим физическим свойствам и относятся к оптическому диапазону электромагнитных волн. Человеческий организм приспособился к восприятию естественного светового излучения и выработал средства защиты при превышении интенсивности излучения допустимого уровня: сужение зрачка, уменьшение чувствительности за счет перестройки восприятия.
Современные технические средства позволяют усиливать оптическое излучение, уровень которого может значительно превышать адаптационные возможности человека. С 60-х годов 20 века в нашу жизнь вошли оптические квантовые генераторы, или лазеры.
Лазер – устройство, генерирующее направленный пучок электромагнитного излучения оптического диапазона. Под действием лазерного излучения происходит быстрый нагрев, плавление и вскипание жидких сред, что особенно опасно для биологических тканей. Особенно уязвимы глаза и кожа. Непрерывное лазерное излучение оказывает в основном тепловое действие, приводящее к свертыванию белка и испарению тканевой жидкости. В импульсном режиме возникает ударная волна, импульс сжатия вызывает повреждение глубоко лежащих органов, сопровождающееся кровоизлияниями. Лазерное излучение оказывает воздействие на биохимические процессы. В зависимости от энергетической плотности облучения может быт временное ослепление или термический ожог сетчатки глаз, в инфракрасном диапазоне – помутнение хрусталика.
Повреждение кожи лазерным излучением имеет характер термического ожога с четкими границами, окруженными небольшой зоной покраснения. Могут проявиться вторичные эффекты – реакция на облучение: сердечно-сосудистые расстройства и расстройства центральной нервной системы, изменения в составе крови и обмене веществ.
Ультрафиолетовое излучение не воспринимается органом зрения. Жесткие ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 НМ задерживаются слоем озона в атмосфере. Лучи с длиной волны более 290 НМ, вплоть до видимой области, сильно поглощаются внутри глаза, особенно в хрусталике, и лишь ничтожная доля их доходит до сетчатки. Ультрафиолетовое излучение поглощается кожей, вызывая покраснение (эритому) и активизируя обменные процессы и тканевое дыхание. Под действием ультрафиолетового излучения в коже образуется меланин, воспринимающийся как загар и защищающий организм от избыточного проникновения ультрафиолетовых лучей. Ультрафиолетовое излучение может привести к свертыванию (коагуляции) белков и на этом основано его бактерицидное действие. Профилактическое облучение помещений и людей строго дозированными лучами снижает вероятность инфицирования. Недостаток ультрафиолета неблагоприятно отражается на здоровье, особенно в детском возрасте. От недостатка солнечного облучения у детей развивается рахит, у шахтеров появляются жалобы на общую слабость, быструю утомляемость, плохой сон, отсутствие аппетита.
Избыточное ультрафиолетовое облучение во время высокой солнечной активности вызывает воспалительную реакцию кожи, сопровождающуюся зудом, отечностью, иногда образованием пузырей и рядом изменений в коже и в более глубоко расположенных органах. Длительное действие ультрафиолетовых лучей ускоряет старение кожи, создает условия для злокачественного перерождения клеток.
Ультрафиолетовое излучение от мощных искусственных источников (светящаяся плазма сварочной дуги, дуговой лампы, дугового разряда короткого замыкания и т.п.) вызывает острые поражения глаз – электроофтальмию. Через несколько часов после действия появляется слезотечение, спазм век, резь и боль в глазах, покраснение и воспаление кожи и слизистой оболочки век. Подобное явление наблюдается также в снежных горах из-за высокого содержания ультрафиолета в солнечном свете.
Инфракрасное излучение производит тепловое действие. Инфракрасные лучи довольно глубоко (до 4 см) проникают в ткани организма, повышают температуру облучаемого участка кожи, а при интенсивном облучении всего тела повышают общую температуру тела и вызывают резкое покраснение кожных покровов. Чрезмерное воздействие мощных источников тепла, в период высокой солнечной активности) при повышенной влажности может вызвать нарушение терморегуляции – острое перегревание или тепловой удар. Тепловой удар – клинически тяжелый симптомокомплекс, характеризующийся головной болью, головокружением, учащением пульса, затемнением или потерей сознания, нарушением координации движений, судорогами. Первая помощь при тепловом ударе требует удаления от источника излучения, охлаждения, создания условий для улучшения кровоснабжения головного мозга, врачебной помощи.
Ионизирующие излучения
Ионизирующими называют излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов разного знака. Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фотоны.
Различают два вида ионизирующих излучений: корпускулярное и фотонное.
К корпускулярному ионизирующему излучению относятся: α и β частицы, нейтроны (n), протоны (p), и др.
Фотонное излучение – поток электромагнитных колебаний, которые распространяются в вакууме с постоянной скоростью 300000 км/с. К нему относятся гамма-излучение (γ-излучение), характеристическое, тормозное и рентгеновское излучение.
Излучения характеризуются по их ионизирующей и проникающей способности.
Ионизирующая способность излучения определяется удельной ионизацией, т.е. числом пар ионов, создаваемых частицей в единице объема массы среды или на единице длины пути. Излучения различных видов обладают различной ионизирующей способностью.
Проникающая способность излучений определяется величиной пробега. Пробегом называется путь, пройденный частицей в веществе до ее полной остановки, обусловленной тем или иным видом взаимодействия.
Альфа-частицы обладают наибольшей ионизирующей способностью и наименьшей проникающей способностью. Их удельная ионизация изменяется от 25 до 60 тысяч пар ионов на 1 см пути в воздухе. Длина пробега этих частиц в воздухе составляет несколько сантиметров, а в мягкой биологической ткани – несколько десятков микрон.
Бета-излучение имеет существенно меньшую ионизирующую способность и большую проникающую способность. Средняя величина удельной ионизации в воздухе составляет около 100 пар ионов на 1 см пути, а максимальный пробег достигает несколько метров при больших энергиях.
Наименьшей ионизирующей способностью и наибольшей проникающей способностью обладают фотонные излучения.
Под воздействием ионизирующего излучения в тканях человека могут происходить сложные физические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярной связи и изменение химической структуры соединений, что в свою очередь приводит к гибели клеток.
Нарушения биологических процессов могут быть либо обратимыми, когда нормальная работа клеток облученной ткани полностью восстанавливается, либо необратимыми, ведущими к поражению отдельных органов или всего организма и возникновению лучевой болезни.
В зависимости от полученной дозы облучения различают четыре степени лучевой болезни:
ü 1-я (легкая) развивается при получении дозы 100-200 рад. Она характеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, кратковременным головокружением, головной болью, повышенной потливостью; признаки поражения проявляются через 2-3 недели. Люди обычно не теряют трудоспособности.
ü 2-я (средняя) – при дозе 200-300 рад. Признаки поражения проявляются более резко, наступают быстрее, протекают болезненнее и лечатся медленнее. В большинстве случаев люди временно теряют трудоспособность. Заболевания в большинстве случаев заканчиваются выздоровлением.
ü 3-я (тяжелая) – при дозах свыше 400 рад. Первичные признаки поражения проявляются, как правило, сразу после облучения. Наблюдаются резкие головные боли, подавленное, угнетенное состояние, тошнота и многократная рвота, понос, кровоизлияние во внутренние органы, в кожу и слизистые оболочки, изменение состава крови, выпадение волос, нарушение деятельности центральной нервной системы и половых желез. Выздоровление возможно при условии своевременного и эффективного лечения. Специализированное лечение затягивается на несколько месяцев. При отсутствии лечения смертность может достигать почти 100 %.
У людей, перенесших лучевую болезнь, повышается вероятность развития злокачественных опухолей и заболеваний кроветворных органов.
Дозы однократного облучения более 700 рад вызывают лучевую болезнь IV степени, которая в большинстве случаев приводит к смертельному исходу. Поражение проявляется через несколько часов. Более 1000 рад – молниеносная форма лучевой болезни.