Влияние электромагнитных излучений

Спектр электромагнитного излучения природного и техногенного происхождения, оказывающий влияние на человека как в условиях быта, так и в производственных условиях, имеет диапазон волн от тысяч километров (переменный ток) до триллионной части миллиметра космические энергетические лучи). В про­изводственных условиях на работающего оказывает воздействие широкий спектр электромагнитного излу­чения.

1. Электромагнитное поле (ЭМП) диапазона радиочастот. Биологическое действие ЭМП радиочастот характеризуется тепловым действием и нетепловым эффектом. Под тепловым действием подразумевается интегральное повышение температуры тела или отдельных его частей при общем иди локальном облучении. Нетепловой эффект связан с переходом электромагнитной энергии в объекте в нетепловую форму энергии (молекулярное резонансное истощение, фотохимическая реакция и др.). Чем меньше энергия электромаг­нитного излучения, тем выше тепловой эффект, который он производит. По своим биофизическим свойст­вам ткани организма неоднородны, поэтому может возникнуть неравномерный нагрев на границе раздела с высоким и низким содержанием воды, что определяет высокий и низкий коэффициент поглощения энергии. 'Это может привести к образованию стоячих волн и локальному перегреву ткани, особенно с плохой термо­регуляцией (хрусталик, желчный пузырь, кишечник, семенники). Влияние ЭМП на организм зависит от та­ких физических параметров как длина волны, интенсивность излучения, режим облучения — непрерывный и прерывистый, а также от продолжительности воздействия на организм, комбинированного действия с дру­гими производственными факторами (повышенная температура воздуха, наличие рентгеновского излучения, шума и др.), которые способны изменять сопротивляемость организма на действие ЭМП. Наиболее биоло­гически активен диапазон СВЧ, менее активен УВЧ и затем диапазон ВЧ (длинные и средние волны), т.е. с укорочением длины волны биологическая активность почти всегда возрастает. Комбинированное действие ЭМП с другими факторами производственной среды — повышенная температура (свыше 28° С), наличие мягкого рентгеновского излучения —вызывает некоторое усиление действия ЭМП, что было учтено при гигиеническом нормировании СВЧ-поля.

2. Лазерное излучение. Под воздействием лазерного излучения нарушается жизнедеятельность как отдельных органов, так и организма в целом. В настоящее время установлено специфическое действие ла­зерных излучений на биологические объекты, отличающееся от действия других опасных производственных физических и химических факторов. Лазерное излучение представляет опасность главным образом для тка­ней, которые непосредственно поглощают излучение (в основном глаза и кожа). Длительное действие лазерного излучения видимого диапазона на сетчатку глаза (не намного меньше порога ожога) может вызвать необратимые изменения в ней, а в диапазоне близкого инфракрасного излучения может привести к помутнению хрусталика глаза. Клетки сетчатки, как и клетки центральной нервной системы, после повреждения не восстанавливаются. Действие лазерного излучения на кожу в зависимости от первоначальной поглощен­ной энергии приводит к различным поражениям: от легкой эритемы (покраснения) до поверхностного обуг­ливания и, в конечном итоге, образования глубоких дефектов кожи. Помимо лазерного излучения, возника­ют также и другие виды опасностей, связанных с эксплуатацией лазеров. Это - вредные химические вещест­ва, шум, вибрация, электромагнитные поля, ионизирующие излучения и др.

В качестве основных средств защиты при работе с данным видом излучения можно предложить следующие: работы с лазерами следует проводить в отдельных, специально выделенных помещениях или огороженных частях помещений; помещение изнутри, оборудование и предметы, находящиеся в нем, не должны иметь зеркально отражающихся поверхностей, если на них может падать прямой или отраженный луч лазера; искусственное освещение в помещении должно быть комбинированным и обеспечивать осве­щенность, соответствующую санитарным нормам; в помещение или в зону помещения с действующими лазерными установками должен быть ограничен доступ лиц, не имеющих отношение к работе установок; при изготовлении экранирующих щитов, ширм, штор, занавесей следует применять непрозрачные тепло­стойкие материалы; в качестве индивидуальных средств защиты рекомендуются защитные очки из специ­ального стекла; очки целесообразно монтировать в маску или полумаску, защищающую лицо, руки защи­щаются хлопчатобумажными перчатками; для защиты остальных частей тела достаточна обычная одежда.

3. Инфракрасное излучение (ИКИ). Источником инфракрасного излучения является любое нагретое те­ло. Инфракрасное излучение помимо усиления теплового воздействия на организм работающего обладает и специфическим влиянием, зависящим от интенсивности энергии излучения отдельных участков его спектра. Воздействие ИКИ на организм человека проявляется как общими, так и местными реакциями. Местная вы­ражается сильнее при длинноволновом облучении, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости в этом случае меньше, чем при коротковолновой радиации. За счет большой глубины проникновения в ткани тела коротковолновая область спектра ИКИ вызывает повышение температуры глубоколежащих тканей. Например, длительное учение глаза может привести к помутнению хрусталика (профес­сиональная катаракта). Под влиянием ИКИ в организме человека возникают биохимические сдвиги и изменения функционального состояния центральной нервной системы: образуются специфические биологически активные вещества типа гистамина, холина, повышается уровень фосфора и натрия в крови, усиливается секреторная функция желудка, поджелудочной и слюнной желез, в центральной нервной системе развива­лся тормозные процессы, уменьшается нервно-мышечная возбудимость, понижается общий обмен ве­ществ. При инфракрасном облучении кожи повышается ее температура, изменяется тепловое ощущение. При интенсивном облучении возникает ощущение жжения, боль. Время переносимости тепловой радиации уменьшается с увеличением длины волны и ее интенсивности. С увеличением периода облучения организм приспосабливается, происходит адаптация, сохраняющаяся довольно длительное время.

4. Видимая область электромагнитного излучения. Наиболее важной областью оптического спектра электромагнитных излучений является видимый свет (излучение с длиной волны от 0,38...0,4 до 0,75...0,78 мкм). Он обеспечивает зрительное восприятие, дающее около 90 % информации об окружающей среде, влияет на тонус центральной и периферической нервной системы, на обмен веществ в организме, его иммунные и аллергические реакции, на работоспособность и самочувствие человека. Оптимальные параметры видимого света зависят от требований организма к условиям конкретной деятельности, а также от характе­ра и интенсивности одновременно воздействующих других факторов среды - акустических, цветовых, про­странственно-планировочных и др. Недостаточное освещение рабочего места затрудняет длительную рабо­ту, вызывает повышенное утомление и способствует развитию близорукости. Слишком низкие уровни освещенности вызывают апатию и сонливость, а в некоторых случаях способствуют развитию чувства трево­ги. Длительное пребывание в условиях недостаточного освещения сопровождаются снижением интенсивно­сти обмена веществ в организме и ослаблением его реактивности. К таким же последствиям приводит дли­тельное пребывание в световой среде с ограниченным спектральным составом света и монотонным режи­мом освещения. Излишне яркий свет слепит, снижает зрительные функции, приводит к перевозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособность, нарушает механизм сумеречного зрения. Воздействие чрезмерной яркости может вызывать фотоожоги глаз и кожи, кератиты, катаракты и другие нарушения.

Защита персонала от воздействия электромагнитных полей радиочастот (ЭМИ РЧ) осуществляет­ся путем проведения организационных и инженерно-технических, лечебно-профилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты.

5. Ультрафиолетовое излучение (УФИ) Источники УФИ можно разделить на две большие группы: естественные и искусственные. Главным естественным источником УФИ является солнце. Искусственные источники УФИ: газоразрядные источники - ртутные лампы низкого давления, ртутные лампы высокого давления, металлические галогеновые высокого давления, водородные и дейтериевые лампы, дуговая свар­ка; флюоресцентные лампы; источники накаливания - углеродная дуга, оксиацетиленовое пламя. Биологи­ческое действие УФИ связано как с одноразовым, так и с систематическим облучением поверхности кожи и глаз. Острые поражения глаз при УФИ-облучении обычно проявляются в виде кератитов роговицы и ката­ракты хрусталика. Фотокератит имеет латентный период, длительность которого зависит от дозы облучения (от 30 мин до 24 ч), чаще всего латентный период составляет 6... 12 ч. Проявляется фотокератит в виде ощу­щений постороннего тепа или песка в глазах, светобоязни, слезотечения. Нередко можно обнаружить эрите­му кожи лица и век. Обычно явления фотокератита заканчиваются через 48 ч. без каких-либо осложнений. Повторные воздействия УФИ на глазные среды могут приводить к развитию катаракты - заболеванию, со­провождающемуся частичной или полной потерей проводимости света зрачком. Механизм развития рака кожи связывают со способностью УФИ повреждать ДНК и ее репарирующую систему. Канцерогенное дей­ствие УФИ может заключаться в одном из трех основных элементов повреждения: увеличения частоты хро­мосомных аберраций и степени мутации, увеличения степени трансформации нормальных клеток в раковые клетки. Вероятность развития опухолей при УФИ-облучении зависит как от суммарной дозы УФИ, которая, как правило, должна быть в тысячи раз больше эритемной, так и спектра излучения, длительности экспози­ции, интервалов между облучениями, индивидуальной чувствительности организма и др.

Снижение интенсивности облучения УФИ и защита от его воздействия достигается защитой «рас­стоянием», экранированием источников излучения; экранированием рабочих мест (наиболее рациональный метод защиты); средствами индивидуальной защиты; специальной окраской помещений и рациональным размещением рабочих мест.

6. Ионизирующее излучение - это электромагнитное излучение, которое создается при радиоактив­ном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образует при взаимо­действии со средой ионы различных знаков. Биологическое действие радиации на организм начинается на клеточном уровне. Ионизирующее излучение вызывает поломку хромосом (хромосомные аберрации), за которыми происходит соединение разорванных концов в новые сочетания. Это и приводит к изменению генного аппарата и образованию дочерних клеток, неодинаковых с исходными. Если стойкие хромосомные аберрации происходят в половых клетках, то это ведет к мутациям, т.е. появлению у облученных особей потомства с другими признаками. Мутации полезны, если они приводят к повышению жизнестойкости ор­ганизма, и вредны, если проявляются в виде различных врожденных пороков. Практика показывает, что при действии ионизирующих излучений вероятность возникновения полезных мутаций мала. Разрушение жизненно важных для организма молекул возможно не только при прямом их разрушении ионизирующим излу­чением (теория мишени), но и при косвенном действии. Соматические повреждения организма ионизирую­щим излучением являются результатом воздействия излучения на большой комплекс — коллективы клеток, образующих определенные ткани или органы. Радиация тормозит или даже полностью останавливает про­цесс деления клеток, в котором собственно и проявляется их жизнь, а достаточно сильное излучение в конце концов убивает клетки. Разрушительное действие излучения особенно заметно проявляется в молодых тка­нях. К соматическим эффектам относят локальное повреждение кожи (лучевой ожог), катаракту глаз (по­мутнение хрусталика), повреждение половых органов (кратковременная или постоянная стерилизация) и др. В отличие от соматических, генетические эффекты действия радиации обнаружить трудно, так как они дей­ствуют на малое число клеток и имеют длительный скрытый период, измеряемый десятками лет после об­лучения. Такая опасность существует даже при очень слабом облучении, которое хотя и не разрушает клет­ки, но способно вызвать мутации хромосом и изменить наследственные свойства. Общее количество мута­ций, вызванных ионизирующим излучением, пропорционально численности населения и средней дозе облу­чения. Проявление генетических эффектов мало зависит от мощности дозы, а определяется суммарной на­копленной дозой независимо от того, получена она за 1 сутки или 50 лет.

Основные принципы обеспечения радиационной безопасности: уменьшение мощности источников до минимальных величин (зашита количеством); сокращение времени работы с источниками (защита вре­менем); увеличение расстояния от источника до работающих (защита расстоянием) и экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующие излучения (защита экранами).