Хімічна безпека. Радіаційна безпека

Лекція 5

План

1 Класифікація небезпечних хімічних речовин. Характеристика класів небезпечності. Особли-

вості забруднення місцевості, води, продовольства у разі виникнення аварій з викидом небез-

печних хімічних речовин.

2 Іонізаційне випромінювання. Джерела радіації та одиниці вимірювання. Механізм дії іонізую-

чих випромінювань на тканини організму. Гостре і хронічне опромінення. Нормування радіа-

ційної безпеки.

1 Сьогодні в світі виробляють близько 1 млн. різних хімречовин, з яких біля 700 широко засто-совують в промисловості, сільському господарстві, побуті. Їх н. - здатність проникати крізь органи дихання, травлення, шкірні і слизові оболонки до організму. Рівень і характер порушень нормальної ЖД організму залежить від фізико-хімічних, токсичних властивостей хімречовин, тривалості і шляхів впливу на організм.

Для небезпечних хімречовин встановлено гранично-допустимі концентрації (ГДК) в різних середовищах. ГДК – така кількість (максимальна) небезпечних хімречовин в одиниці об'єму чи маси, яка при щоденному впливі впродовж необмеженого тривалого часу не викликає в організмі патологічних відхилень і наступних негативних змін у потомства. При встановленні ГДК використовують розрахункові методи, результати біологічних експериментів, матеріали спостережень.

Якщо в повітрі міститься одночасно декілька шкідливих речовин односпрямованої дії, їх вплив оцінюють за наступним рівнянням

, (2.1)

де , , …, - фактична концентрація шкідливих речовин, мг/м³;

, , …, - відповідно гранично-допустимі концентрації, мг/м³.

До речовин односпрямованої дії належать такі речовини, які близькі за хімічною будовою і характером впливу на організм людини. У випадку періодичної дії шкідливих речовин у повіт-рі середовища існування людини використовують поняття середньозмінної концентрації, яка може бути визначена по формулі

, (2.2)

де , , …, - концентрації шкідливих речовин на окремих стадіях технологічного

процесу, видах діяльності, відпочинку тощо, мг/м³;

, , …, - тривалість окремих стадій технологічного процесу, видів діяльності,

відпочинку тощо.

Середньозмінна концентрація шкідливих речовин не повинна перевищувати гранично-допустимої середньозмінної концентрації: .

Серед небезпечних хімречовин виділяють спеціальні отруйні речовини, призначені для знищення людей, тварин, рослин. Їх класифікують за:

а) характером вражаючої дії – смертельні; ті, що тимчасово виводять з ладу; подразнюючі і нав-чальні;

б) швидкістю настання вражаючої дії – швидкодіючі і повільнодіючі;

в) тривалістю збереження – стійкі і нестійкі;

г) практичним використанням – промотрути; отрутохімікати для сільського господарства (пестициди, гербіциди); лікарські препарати; сигарети, наркотики; побутова хімія (харчові добавки, засоби санітарії, особистої гігієни, косметичні засоби); хімічна зброя;

д) характером дії на організм –

токсичні - викликають загальне отруєння чи впливають на окремі системи організму,

можуть спричинити патологічні зміни певних органів;

подразнюючі - подразнюють слизові оболонки, дихальні шляхи, очі, легені, шкіру;

мутагенні - порушують генетичний код, зміну спадкової інформації (свинець, радіоактивні

речовини тощо);

канцерогенні - зумовлюють злоякісні новоутворення (ароматичні вуглеводні, циклічні аміни,

азбест, нікель, хром тощо);

наркотичні - впливають на ЦНС (спирти, ароматичні вуглеводні);

задушливі - призводять до токсичного набряку легенів;

ті, що впливають на репродуктивні функцію (радіоактивні ізотопи, ртуть, свинець тощо);

сенсибілізуючі - алергени (розчинники, лаки на основі нітро- і нітрозосполук, формалін тощо)

е) вибірковістю дії –

серцеві (кардіологічна дія) – ліки, рослинні отрути, солі барію, калію, кобальту, кадмію тощо;

нервові (порушення психічної активності) – оксид карбону, фосфорорганічні сполуки, алко-

гольні вироби, снотворні, наркотичні засоби;

печінкові – хлоровані вуглеводні, альдегіди, феноли, спиртні напої, отруйні гриби;

ниркові – сполуки важких металів, етиленгліколі, щавлева кислота;

кров’яні – анілін, його похідні, нітрити;

легеневі – оксид карбону, оксиди нітрогену, озон, фосген;

є) тривалістю дії –

летальні (5 % випадків) – термін дії до 10 днів;

тимчасові (спричинюють нудоту, блювання, набряки легенів, біль у грудях) – термін дії від 2

до 5 днів;

короткочасні (подразнюють слизову оболонку, спричинюють головний біль, задуху, загальну

слабкість, зниження температури) – термін дії кілька годин.

Токсичні речовини спричиняють погіршення здоров’я, працездатності людей, негативно впливають на живі організми, призводять до порушення екологічної рівноваги.

Всі хімічні речовини за ступенем н. для людини поділяють на 4 класи:

1) надзвичайно небезпечні; 3) помірно небезпечні;

2) дуже небезпечні; 4) мало небезпечні.

Дія шкідливих речовин на організм людини може супроводжуватися інтоксикацією, що призводить до розвитку профзахворювань. Більшість шкідливих речовин незалежно від дози і шляху проникнення в організм має вибіркову токсичність - здатність впливати на окремі кліти-ни і структури тканини, не зачіпаючи при цьому інші.

Особливу актуальність проблема гострих отруєнь отримала через накопичення в довкіллі великої кількості хімречовин. Загальна кількість їх жертв значно перевищує число загиблих від ДТП. За даними американських вчених, до 80 % загиблих при пожежах є жервами не вогню, а токсичних продуктів горіння.

Хімічна безпека – стан захищеності персоналу, населення, об’єктів економіки, довкілля від хімічної н. в будь-якому її прояві, при котрому запобігаються, долаються або максимально знижуються негативні наслідки потенційного виникнення такої н. Найбільш раціональним (якщо не єдиним можливим) шляхом реального зниження ризику хімічного зараження персона-лу виробничих об’єктів, населення і довкілля є суворе дотримання порядку введення в викорис-тання нових хімічно небезпечних продуктів і технологій, проектування і створення відповідних виробництв, дотримання технологічних регламентів, включаючи вимоги б.

Найважливішими елементами забезпечення хімічної б. в виробничій сфері є:

- атестація робочих місць за умовами праці;

- забезпечення робітників засобами індивідуального і колективного захисту;

- заході зі зниження ризику використання хімічно небезпечних продуктів, включаючи хімічну зброю та її компоненти в військових конфліктах та терористичних акціях.

2 Іонізуючі випромінювання існували на Землі задовго до появи людини. Проте їх вплив на ор-ганізм людини був виявлений лише наприкінці ХІХ ст. з відкриттям вченого Беккереля, а потім дослідженнями П’єра і Марії Кюрі.

Іонізуюче випромінювання – різні види, різні за природою, випромінювання. Подібність їх полягає в тому, що вони відрізняються високою енергією, мають властивість іонізувати і руйну-вати біологічні об’єкти. При взаємодії з середовищем призводять до утворення електричних за-рядів різних знаків. Буває: корпускулярне ( і частки, нейтрони, протони та ін.) і фотонне ( - випромінювання, рентгенівське та ультрафіолетове випромінювання).

Характеризуються іонізуючою спроможністю – число пар іонів, що утворюються час-тинкою в одиниці об’єму, маси середовища чи на одиницю довжини шляху; проникаючою спроможністю – розміром пробігу, тобто шляхом, пройденим часткою в речовині до її повного зникнення.

Джерела випромінювання поділяються на природні (земного походження і космічні про-мені, що створюють радіаційний фон) і штучні (ядерні вибухи, установки, реактори, прискорю-вачі заряджених часток, рентгенівські апарати тошо).

Людина зазнає опромінення 2 шляхами: зовнішнім (радіоактивні речовини поза організ-мом і опромінюють його зовні) і внутрішнє (разом з повітрям, іжею, водою, пилом). У середньо-му приблизно 2/3 ефективної еквівалентної дози опромінювання, яку людина отримує від при-родних джерел радіації, надходить від радіоактивних речовин, які потрапляють в організм з їжею, водою, повітрям. Найвагомішим з усіх природних джерел радіації є невидимий важкий газ радон (у 7,5 раза важчий за повітря), який не має смаку і запаху. У будівлю радон надходить із природним газом, водою, з зовнішнім повітрям, з будматеріалами і грунтом під будівлею.

Під впливом даного випромінювання в тканинах можуть відбуватися складні фізичні і біологічні процеси: атоми і молекули клітин іонізуються, це призводить до розірвання зв’язків у білкових молекулах, гинуть клітини, поражається організм. Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична тощо), що поглинаються біологічним об’єктом, не викликають такі зміни, як іоніза-ційне випромінювання. Його особливості – органи чуття не реагують на нього, малі дози мо-жуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі, вплив на генетичний апарат, різні органи мають різну чутливість до нього (найбільшу – клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені та ін.).

Порушення біологічних процесів можуть необоротними, що ведуть до ураження окремих органів чи всього організму і виникнення променевої хвороби. Розрізняють 2 її форми – хроніч-ну (при систематичному опроміненні дозами, що перевищують гранично допустимі (ГДД)) і гостру (великими дозами за корткий проміжок часу).

Для вирішення питань радіаційної б. в першу чергу становлять інтерес ефекти, що спосте-рігаються при «малих дозах», які реально зустрічаються під час практичного використання атомної енергії. У нормах радіаційної б. за одиницю часу використовується рік, і як наслідок цього, поняття річної дози випромінювання.

Радіаційна безпека -стан захищеності теперішнього і майбутнього поколінь людей від шкідливого для їх здоров’я впливу іонізуючого опромінення.

Питання захисту людини від негативного впливу іонізуючого опромінювання постали майже одночасно з відкриттям рентгенівського випромінювання і радіоактивного розпаду.

Джерела іонізуючого випромінювання бувають:

- закритими, устрій яких виключає проникнення радіоактивних речовин у довкілля при умовах експлуатації і зносу (гама-установки, нейтронні, бета і гама-випромінювачі, рентгенівські апа-рати, прискорювачі заряджених часток).

Основні принципи забезпечення радіаційної безпеки:

- зменшення потужності джерел до мінімальних розмірів («захист кількістю»);

- скорочення часу роботи з джерелом («захист часом»);

- збільшення відстані від джерел до людей («захист відстанню»);

- екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають випромінювання («захист екраном»). Найкращі – свинець й уран (дорогі), а аткож просвинцьоване скло, залізо, бетон, залізобетон, органічне скло, пластмасу, алюміній, навіть вода, але значно більшої товщини;

- відкритими. При цьому може відбуватися не тільки зовнішнє, але і й внутрішнє опромінення персоналу.

Основні принципи захисту:

- ті ж, що й для закритих джерел;

- герметизація виробничого устаткування з метою ізоляції процесів – джерел надходження радіоактивних речовин зовні;

- заходи планувального характеру.

Організм беззахисний у полі випромінювання. Існують механізми пострадіаційного від-новлення живих структур. Тому до певних меж опромінення не викликає шкідливих змін у біо-логічних тканинах. Якщо допустимі границі перевищені, необхідна підтримка організму (поси-лене харчування, вітаміни, фізична культура, сауна тощо). При змінах у кровотворенні застосо-вують переливання крові. При дозах, що загрожують життю, використовують пересадку кістко-вого мозку. При внутрішньому переопроміненні для поглинання або зв’язування радіонуклідів у сполуки, що перешкоджають їх відкладанню в органах людини, вводять сорбенти чи речовини, які утворюють комплекси.

До техзасобів захисту від випромінювань відносяться екрани різних конструкцій. У якос-ті ЗІЗ застосовують халати, комбінезони, плівковий одяг, рукавиці, пневматичні костюми, респі-ратори, протигази. Для захисту очей застосовуються окуляри. Весь персонал повинен мати індивідуальні дозиметри.

Зберігання, облік, транспортування і поховання радіоактивних речовин повинно здійсню-ватися в суворій відповідності з правилами.

Для захисту від шкідливих дій речовин застосовують радіопротектори - лікарські препа-рати, що підвищують стійкість організму до дії шкідливих речовин або фізичних факторів. Ді-ють ефективно, якщо вони введені в організм перед опроміненням і присутні в ньому в момент опромінення (йодистий калій чи стабільний йод, препарати РС-1, Б-190, РДД-77та ін.).

Найнебезпечнішими за наслідками впливу на людину і довкілля є аварії на АЕС, підводних човнах («Курськ», «Комсомолець») з викидом радіоактивних речовин в атмосферу, Світовий океан, на сховищах радіоактивних відходів (у Світовому океані і надрах Землі – в відпрацьо-ваних шахтах). Прикладів таких аварій дуже багато – 1957 р. в Англії в Уіндскейлі на заводі з виробництва плутонію і в Челябінську вибух на сховищі радіоактивних відходів, 1961 р. і

1979 р. аварії на АЕС в Айдахо-Фолсі і Гарисберзі в США. Але найзгубнішою за своїми наслідками для довкілля, здоров’я, життя людей стала аварія на ЧАЕС 1986 р. Радіаційне забруднення величезних територій та водойм, міст і сіл, вплив радіонуклідів на мільйони людей, які довго проживають на забруднених територіях, дає змогу назвати масштаби Чорнобильсь-кої катастрофи глобальними, а ситуацію катастрофічною.

Так, сумарне радіоактивне забруднення еквівалентне випадінню радіоактивних речовин від вибуху 500 атомних бомб, таких, які були скинуті над Хіросимою. Під радіоактивне ураження потрапили території України, Росії, Білорусії, де зараз проживає 5 мільйонів чоловік. Всього в Україні було забруднено територію загальною площею 50 тис. кв. км у

12 областях. В країні нараховується 3,2 млн. потерпілих від катастрофи, серед них більше 900 тис. дітей. Відбувалося довготривале опромінення малими дозами іонізуючого випромінювання за рахунок харчування забрудненою їжею, пиття води, що викликало розвиток патологічних процесів.

На сьогодні ніхто практично не застрахований від впливу наслідків будь-якої іншої аварії на об’єктах атомної промисловості. Навіть сотні і тисячі кілометрів від АЕС не можуть бути гарантією б.