Отрицательное влияние электромагнитных полей и излучений

Существуют различные виды излучений: электромагнитное, в том числе тепловое и лазерное, ионизирующее и др.

Электромагнитные волны ~ это возмущения электромагнитного поля, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды. Электромагнитное поле представляет собой совокупность двух взаимосвязанных переменных полей — электрического и магнитного, которые характеризуются соответ­ствующими векторами напряженности. Весь спектр частот элект­ромагнитных волн условно разделен на восемь диапазонов или на три категории: колебания высокой частоты (ниже 30 МГц), ульт­равысокой частоты (30...300 МГц), сверхвысокой частоты (более 300 МГц). Источниками электромагнитного излучения служат ра­диотехнические и электронные устройства, конденсаторы терми­ческих установок, трансформаторы, генераторы сверхвысоких частот и т.д.

На железнодорожном транспорте присутствуют электромагнит­ные поля воздушных линий электропередачи высокого и сверх­высокого напряжений. На воздушном и водном транспорте электромагнитные поля высокой частоты возникают при действии ра­диопередатчиков и радиолокационных станций, работающих на высоких и сверхвысоких частотах. Большая насыщенность совре­менных аэропортов различной радиолокационной и радионавига­ционной техникой, излучающей в окружающую среду потоки элек­тромагнитной энергии, в несколько раз превышающие предельно допустимые уровни, может создать электромагнитные поля высо­кой напряженности, представляющие реальную опасность для пер­сонала и пассажиров.

Электромагнитные излучения оказывают вредное воздействие на организм. Опасность действия оценивается напряженностью элект­рического поля, В/м, и напряженностью магнитного поля, А/м. Наиболее опасными для человека являются сверхвысокие часто­ты. Под влиянием электромагнитного излучения в крови, являю­щейся электролитом, возникают ионные токи, вызывающие на­грев тканей. При определенной интенсивности излучения, назы­ваемой тепловым порогом, тепловое равновесие организма может нарушиться. Нагрев особенно опасен для органов со слаборазви­той сосудистой системой (глаза, мозг, желудок и др.). Так, облу­чение глаз через несколько дней вызывает помутнение хрустали­ка (катаракту). Кроме теплового воздействия электромагнитное излучение оказывает неблагоприятное воздействие на нервную и сердечно-сосудистую системы, а также на обмен веществ. Эти яв­ления носят обратимый характер, и после прекращения облучения исчезают.

Для защиты от воздействия электромагнитного излучения уменьшают мощность источника излучения, применяют экрани­рование, удаляют излучающие устройства на безопасное расстоя­ние от рабочих мест и жилого сектора, запрещают применение излучения, а в исключительных случаях при выполнении кратко­временных работ используют средства индивидуальной защиты.

Тепловое излучение. Это электромагнитное излучение, испус­каемое всеми телами и возникающее за счет их внутренней энер­гии. Параметры теплового излучения зависят от температуры и оптических свойств излучающего тела. Спектр теплового излуче­ния охватывает ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный диапазоны. Наиболее мощными источниками теплового излуче­ния являются объекты, нагретые до высокой температуры, та­кие, как плавильные печи и расплавленный металл. Главным ес­тественным источником является Солнце.

Тепловые лучи поглощаются тканями человеческого тела, на­гревая их. Интенсивное и длительное тепловое облучение может привести к ожогам, перегреву тела, нарушению деятельности сер­дечно-сосудистой и нервной системы. Длительное инфракрасное облучение глаз служит причиной развития профессиональной ка­таракты. Ультрафиолетовые лучи отрицательно воздействуют на кожу, вызывая дерматиты, головную боль, утомление, нервное.возбуждение и заболевания глаз.

При интенсивности теплового излучения свыше 350 Вт/м² при­меняют различные средства защиты (теплоизоляция, экраны, за­щитная одежда) и вводят специальные режимы труда и отдыха. • Лазерное излучение. Для излучения оптических квантовых гене­раторов (лазеров) характерны высокая степень направленности и большая плотность энергии.

Биологическое действие лазерного излучения определяется рядом факторов, среди которых энергия, длина волны и интен­сивность излучения, продолжительность облучения, длительность и частота повторения импульсов, площадь облучаемого участка и др.

Лазерное излучение приводит к нарушениям работы, как всего организма человека, так и отдельных его органов. Оно опасно для тканей, которые непосредственно поглощают излучение, т. е. кожи и глаз. Интенсивное лазерное облучение кожи вызывает ожоги. Наи­более чувствительны к лазерному излучению глаза. При большой интенсивности излучения возможно повреждение внутренних тка­ней и органов. Длительное хроническое действие отраженного ла­зерного излучения способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний и нарушению функции желез внутренней секреции.

Лазерные установки применяются на транспорте для опреде­ления скорости и курса кораблей и самолетов (оптическая лока­ция), создания точных измерительных приборов и инструментов, точной сварки, плавки и сверления тугоплавких металлов и т.д. Меры защиты от лазерного излучения таковы: изоляция человека от технологического процесса и применение дистанционного уп­равления, экранов, ограждений, систем блокировки и сигнали­зации. Средства индивидуальной защиты включают в себя специ­альные противолазерные очки, светофильтры, щитки, маски, технологические халаты и перчатки.

Ионизирующее излучение. К ионизирующим относятся корпус­кулярное (альфа-, бета- и нейтронное), а также электромагнит­ное (гамма- и рентгеновское) излучения, которые при взаимо­действии с веществом создают в нем заряженные атомы и моле­кулы.

Отрицательное воздействие ионизирующей радиации на жи­вые организмы впервые было обнаружено при проведении иссле­дований, связанных с открытием радиоактивности.

Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия, обра­зующихся при радиоактивном распаде или ядерных реакциях. Аль­фа-частицы имеют низкую проникающую способность и не про­ходят через кожу внутрь организма. Для них характерна высокая удельная ионизация: при движении в воздушной среде альфа-ча­стица на 1 см пути образует несколько десятков тысяч пар заря­женных частиц — ионов.

Бета-излучение представляет собой поток электронов или по­зитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Масса бета-частиц в несколько десятков тысяч раз меньше массы альфа-час­тиц, в результате чего бета-излучение обладает более высокой проникающей способностью и проходит в ткани человека на глу­бину 1... 2 см. Ионизирующая способность бета-излучения ниже, чем у альфа-излучения.

Нейтронное излучение состоит из потока частиц, не имеющих электрического заряда. Масса нейтрона примерно в четыре раза меньше массы альфа-частиц. Проникающая способность нейтро­нов зависит от их энергии, которая существенно выше, чем у альфа- и бета-частиц. Поэтому из всех видов корпускулярного излучения нейтронное излучение представляет для человека наи­большую опасность.

Электромагнитное гамма-излучение имеет высокую энергию и малую длину волны. Гамма-лучи испускаются при ядерных пре­вращениях или при взаимодействии частиц. Гамма-излучение обладает высокой проникающей способностью, но меньшей ионизирующей способностью по сравнению с альфа- и бета-из­лучением. Защитить человека от гамма-излучения может лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Рентгеновское излучение — это коротковолновое электромаг­нитное излучение, возникающее при взаимодействии заряжен­ных частиц или фотонов с атомами вещества. Обычно рентге­новские лучи получают в специальных рентгеновских трубках бомбардировкой быстрыми электронами положительного элек­трода трубки. Рентгеновские лучи проникают в тело человека на большую глубину. Они обладают малой ионизирующей спо­собностью.

Самопроизвольный распад атомов радиоактивного вещества создает ионизирующее излучение. Такие атомы называются ра­дионуклидами. Степень воздействия ионизирующего излучения на вещество прямо пропорциональна числу актов распада ядер ра­дионуклидов в единицу времени. Время, за которое распадается примерно половина всех радионуклидов данного типа, называет­ся периодом полураспада. Число актов распада в секунду характери­зует активность радионуклидов.

Количество энергии излучения, переданное тканям вещества, называется дозой, а количество такой энергии, поглощенной еди­ницей массы облучаемого вещества, — поглощенной дозой, изме­ряемой в системе СИ в греях (Гр). Поглощенная доза представляет собой основную дозиметрическую характеристику. При одинаковой поглощенной дозе альфа-излучение значительно опаснее бета- и гамма-излучений.

Источниками ионизирующих излучений являются радиоактивные природные вещества, медицинские препараты и установки, искусственные радиоактивные вещества в окружающей среде, ядерно-технические установки и т.д. Ионизирующие излучения возникают при автоматическом контроле технологических про­цессов, на атомных электростанциях, в ремонтных транспортных организациях при дефектоскопии — контроле качества сварных швов, структуры металла.

При работе с естественными и искусственными источниками излучений, а также при нахождении в зоне их действия человек подвергается облучению. Биологическое действие ионизирующих излучений на человека начинается на клеточном уровне. Излуче­ния, способные проникать в клетки, могут ионизировать молеку­лы ДНК и тем самым непосредственно изменять гены. Изменение генного аппарата может сказаться на последующих поколениях, приводя к врожденным уродствам или мутациям — наследствен­ным изменениям организма. Генетические повреждения необра­тимы. Частота мутаций возрастает пропорционально увеличению дозы и продолжительности воздействия излучения.

Чем больше образуется ионов при излучении, тем сильнее их биологическое действие и на облучаемый организм. Ионизация живой ткани приводит к гибели клеток организма, образующих определенные ткани или органы. Под влиянием интенсивных иони­зирующих излучений происходят различные неблагоприятные изменения: локальное повреждение кожи (лучевой ожог), ката­ракта глаз (потемнение хрусталика), лучевое бесплодие и др. Эти изменения могут происходить в течение различных интервалов времени: от нескольких часов до десятка лет. Очень большие дозы облучения (примерно 100 Гр) вызывают настолько серьезные поражения центральной нервной системы, что смерть наступает через несколько часов или дней. При дозах облучения 10...50 Гр человек умирает через 1...2 недели от кровоизлияния в желудоч­но-кишечный тракт. Доза облучения 1,5... 2 Гр вызывает легкую форму лучевой болезни, не приводящую к смертельному исходу. При дозах 0,25...0,5 Гр могут наблюдаться временные изменения состава крови, который быстро нормализуется. При малых, но повторяющихся дозах облучения может развиться хроническая форма лучевой болезни, сопровождающаяся изменениями соста­ва крови, нарушением функции центральной нервной системы и снижением иммунитета. Ионизирующее излучение способно выз­вать в отдаленной перспективе злокачественные новообразования и лейкозы.

По условиям воздействия облучение бывает внешнее и внут­реннее. При внешнем облучении источник радиации расположен вне организма и вероятность попадания радиоактивных веществ внутрь его исключена. Такой вид облучения характерен для рабо­ты на рентгеновских аппаратах и ускорителях. Источниками внеш­него облучения являются также космические лучи, естественные

радиоактивные источники, размещенные в атмосфере, воде, по­чве, продуктах питания и др. Внутреннее облучение связано с попаданием радиоактивных веществ внутрь организма вместе с вдыхаемым воздухом, загрязненным радиоактивными элемента­ми, через пищеварительный тракт и иногда через кожу (если на ней имеются повреждения или открытые раны). Это облучение продолжается в организме до распада радиоактивного вещества или выведения его из организма.

Защита от радиоактивного излучения является традиционной для транспорта, связанного с перевозкой радиоактивных грузов. Эта проблема обострилась после аварии на Чернобыльской атом­ной электростанции в 1986 г. По ориентировочным данным, суммарная масса радиоактивных изотопов, выброшенных в ат­мосферу в момент аварии, оценивается в 77 кг. Они распростра­нились по значительной территории, захватив отдельными учас­тками многие области европейской части России. На территори­ях, загрязненных радиоактивными веществами, при движении железнодорожных поездов и автомобилей происходит осажде­ние на транспортных средствах радиоактивной пыли. В результате этого транспортные средства сами становятся источниками ра­диоактивного загрязнения. Вода после обмывки загрязненного подвижного состава также насыщается радиоактивными веще­ствами, особенно в системах многооборотного водопользования. Такая вода представляет опасность для жизнедеятельности лю­дей, поскольку уровень ее радиоактивности существенно пре­вышает нормативный.

В первое время после аварии основную опасность для здоровья людей представлял радиойод-131 с периодом полураспада 8 сут, накапливающийся в щитовидной железе. В настоящее время опас­ность представляют цезий-137 и строшшй-90 с периодом полу­распада около 30 лет.

Специализированными метрологическими лабораториями пе­риодически проводятся измерения загрязненных участков с по­мощью передвижной установки «Нева-2М», размещаемой в же­лезнодорожном вагоне. Осуществляется непрерывная регистрация плотности загрязнения цезием-137 и суммарной дозы у-излучения. На отдельных дорогах выявлено значительное число объек­тов, загрязненных радиоактивными веществами, причем участки повышенного загрязнения распределяются отдельными пятнами малой площади.

На основании замеров составляются оперативные карты для проведения профилактических мероприятий, которые включают в себя диспансерное наблюдение населения, профилактические ос­мотры работающих, выявление наиболее неблагополучного контин­гента населения с целью улучшения жилищно-бытовых условий и коммунального обслуживания.

Глава 8 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ И ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ