Файл: Лекция 1 Тема лекции Введение. Основы химической и биологической безопасности.doc

1.4 Гигиеническая оценка воздействия на организм вредных газов и паров
При любой форме отравления характер и степень воздействия вредных веществ (ВВ) предопределяются их физиологической активностью (токсичностью) и концентрацией (дозой). Поэтому для оценки токсичности и класса опасности промышленных ядов в воздухе рабочей зоны (таблица 2), принят гигиенический показатель - предельно-допустимая концентрация ВВ (ПДКрз), определение которой дано в п.1.1. Его нельзя смешивать с ПДКнм токсичных веществ в воздухе населенных мест. Он значительно ниже, чем ПДКрз, и имеет два значения: максимально-разовая и среднесуточная концентрации.

ПДКрз является основополагающим показателем в нормировании условий труда, в разработке организационных и инженерно-технических мероприятий по профилактике профессиональных отравлений. В настоящее время на территории бывшего СССР установлены ПДКрз для широко распространенных ВВ. Многие из них приведены в ГОСТ 12.1.005-88 "ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". Для некоторых вредных газов и паров, содержание которых в воздухе рабочей зоны определяется экспресс - методом, значения ПДКп представлены в таблице 3.

В воздухе производственных помещений нередко присутствуют несколько вредных примесей. Если они не однонаправленного действия, т, е. не производят суммарный эффект, то их средневзвешенная ГДК рассчитывается по формуле

где ПДК_А, ПДК_B, ..., ПДК_К - предельно-допустимые концентрации вредных веществ А, В, ..., К, мг/м³;

П_А, П_B, ... П_K - процентное содержание тех же веществ в их общей сумме, принимаемой за 100%.

Если ВВ оказывают суммарный эффект (независимо от того оказывают они взаимоусиливающее или ослабляющее действие), то их гигиеническую оценку производят в соответствии с условием

где С_А, С_B, .., С_K - фактические концентрации ВВ в воздухе рабочей зоны, мг/м³,

Эффектом суммарного действия обладает ряд токсических веществ; азот и диоксид серы, сероводород и диоксид серы, ацетон и фенол, сильные минеральные кислоты (серная, соляная, азотная), некоторые углеводороды (этилен, пропилен, бутилен и др.) и т.д. Обладая относительно небольшой ионизирующей способностью (в тысячи раз меньшей a-излучения), гамма-излучение (g- квант электромагнитной энергии) распространяется в воздухе на расстояние в несколько сот метров. Оно свободно проникает сквозь одежду, тело человека и через значительные толщи материалов. Поэтому гамма - излучение называют проникающим [5].

---

Для оценки проникающей способности гамма - излучения введено понятие «слой половинного ослабления», т. е. слой материала, ослабляющий излучение в два раза. Так для свинца он ориентировочно составляет 2 , бетона - 10, грунта - 14, воды - 23, полиэтилена - 24, древесины - 33 см. Гамма-излучение представляет основную опасность для человека, как источник внешнего облучения. Для оценки воздействия ионизирующих излучений используется понятие «доза» [3].

Различают экспозиционную, поглощенную и эквивалентную дозы излучения. Экспозиционная доза - это доза излучения в воздухе. Она характеризует потенциальную опасность воздействия излучения при общем и равномерном облучении тела человека (рис. 2).

Экспозиционная доза Дэкс - полный заряд d Q ионов одного знака, возникающий в воздухе при полном торможении всех электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха, деленный на массу воздуха в этом объеме [1,17].

Единица экспозиционной дозы в СИ - кулон, деленный на килограмм (Кл / кг). Внесистемной единицей экспозиционной дозы, широко применяемой в медицине и работах по радиационной защите, является рентген (Р). Внесистемной единицей мощности экспозиционной дозы (уровня радиации) является рентген в час (Р / ч), производные единицы : миллирентген в час (мР / ч) - 10 -3 Р/ч, микрорентген в час (мк / Р/ч) - 10 -6 Р/ч. Эти единицы широко используются при измерениях в дозиметрических приборах.

В процессе лучевой болезни выделяют 4 периода: первичной лучевой реакции, скрытный (латентный), разгара и восстановления (выздоровления). В зависимости от полученной дозы различают 4 степени лучевой болезни.

Лучевая болезнь 1-й степени (легкая степень поражения) возникает при однократной дозе облучения 1- 2 Гр. Период первичной реакции начинается уже через 2- 3 часа и длится до одних суток. Он сопровождается общей слабостью, повышенной утомляемостью, тошнотой, у некоторых однократной рвотой. Эти признаки выражены слабо и обычно исчезают через сутки. Скрытый период длится 3- 5 недель. Период разгара- 10- 15 суток. Выздоровление через 1- 2 месяца [6,7].

Лучевая болезнь 2-й степени (средней тяжести) возникает при дозе облучения 2- 4 Гр. Период первичной реакции начинается через 1- 2 часа и длится до двух суток. Он сопровождается сильной головной болью, значительным повышением температуры, тошнотой и рвотой, расстройством функций желудочно-кишечного тракта, появлением кровотечений из внутренних органов. Скрытый период длится 10- 15 суток. Выздоровление через 2- 3 месяца. Смертельный исход 20%.

---

Лучевая болезнь 3-й степени (тяжелая степень поражения) возникает при дозах облучения 4- 6 Гр. Период первичной реакции начинается через 10- 60 минут и длится до 3- 4 суток. Он сопровождается многократной, иногда неукротимой рвотой в течении 5-8 часов, резкой слабостью, головной болью, головокружением, шаткой походкой, жаждой . Скрытый период длится 5- 10 суток.

Период разгара - до 3- 4 недель. Выздоровление возможно в условиях проведения своевременного и эффективного лечения через 3- 6 месяцев. Смертность до 70%.

Лучевая болезнь 4-й степени (крайне тяжелая степень поражения) развивается при дозах облучения свыше 6 Гр. Период первичной реакции начинается через 10- 15 минут и длится 3- 4 суток. Характеризуется неукротимой рвотой, тяжелым состоянием . Скрытый период отсутствует. Период разгара - как и при тяжелой стадии. Выздоровление маловероятно. Смерть в течение двух недель.

Лучевое поражение кожи, как и лучевая болезнь, протекает в четыре стадии: ранняя лучевая реакция, скрытый период, период разгара и период заживления.

В зависимости от полученной дозы поражения кожи могут быть: легкой степени - при местном облучении в дозах 8 - 10 Гр, средней - 10 - 20 Гр и тяжелой - 30 Гр и более. Продолжительность скрытого периода при легкой и тяжелой степени составляет соответственно от 2 до 1 недели. Полное восстановление кожи длится от 2 до 6 месяцев и сопровождается шелушением, пигментацией кожи, а при тяжелой степени - образованием эрозии и язв.

А какова опасность внутреннего облучения людей радионуклидами, попавшими внутрь организма?

Она, как установлено, зависит от многих факторов: физико-химических свойств радионуклидов, путей и продолжительности их поступления в организм, скорости выделения и другого.

Основными путями поступления радионуклидов внутрь организма человека являются ингаляционный (через органы дыхания) и так называемый пероральный (через желудочно-кишечный тракт).

При поступлении радионуклидов в легкие с вдыхаемым воздухом важное значение имеет степень дисперсности твердых частиц, склонность радионуклидов к гидролизу (реакции обменного разложения между радионуклидами и водой), период полураспада радионуклидов и другое.

Так, крупные частицы (более 5 микрон) почти все задерживаются в верхних дыхательных путях и не попадают в кровь. Более мелкие частицы (менее 1

микрона) частично выдыхаются обратно, часть их задерживается в верхних дыхательных путях и около 25 процентов всасываются в кровь.

При хронических поступлениях происходит накопление радионуклидов в органах дыхания. Поэтому в некоторых случаях критическим органом по облучению могут быть легкие.

---

Попадая в организм через желудочно-кишечный тракт, некоторые радионуклиды распределяются в нем более или менее равномерно, другие концентрируются преимущественно в отдельных органах.

Следует заметить, что накопление радионуклидов при хроническом поступлении неодинаково и характеризуется кратностью накопления, т. е. отношением максимального накопленного количества радионуклида в организме

или органе к величине ежедневного накопления.

Кратность накопления зависит от всасывания радионуклида, скорости его выделения вследствие обменных процессов и периода полураспада радионуклида.

Например, йод-131 накапливается в щитовидной железе с кратностью 164; цезий- 137 - в мышечной ткани с кратностью 2,6, в легких - 0,2; стронций-90 - в скелете с кратностью 91.

Скорость выведения радионуклида из организма зависит от его биологического периода полувыведения Т6 (времени, в течение которого выводится половина попавшего в организм вещества) и период полураспада Т, которые вместе определяют эффективный биологический период полувыведения Тэф. При этом, если Т . Т6, то Тэф =Т6. И наоборот, если Т . Т6, то Тэф = Т. Труднее всего удаляются из организма радионуклиды, химически связанные с костной тканью; легче - накапливаемые в мягких тканях.
Практическое занятие №2

Тема: Основные методы измерения радиоактивности.
Методы контроля состояния воздуха рабочей зоны
В каждом производственном помещении организуется систематический контроль за содержанием вредных газов, паров и пыли в воздухе рабочей зоны. При этом места отбора проб воздуха определяются органами санитарного надзора. Все средства контроля должны обеспечивать избирательное определение содержания ВВ на уровне 0,5 ПДК (в приточном воздухе - 0,3 ПДК) в течение не более 30 мин; точность измерений в пределах ±10%; специфическое определение содержания ВВ в присутствии других веществ, максимальная ошибка измерения не должна превышать ±25%,

Все известные методы анализа загазованности воздушной среды подразделяются на основные три группы: лабораторные, экспрессные и автоматические. Они базируются на следующих физико-химических способах определения содержания вредных примесей воздуха: лабораторные на фотометрических, люминесцентных, хроматографических, спектроскопических, полярографических; экспрессные на колориметрических, линейно-колористических.

---

Фотометрический способ основан на способности светопоглощения окрашенными растворами. Люминесцентный - на свойствах некоторых веществ отдавать поглощенную ими энергию в виде светового излучения. Спектроскопический - на способности элементов, помещенных в пламя вольтовой дуги с температурой 3500 - 4000 °С, давать определенный спектр излучения. Полярографический - на измерении предельного тока диффузии, возникающего при электролизе испытуемого раствора с помощью ртутных электродов. Хроматографический - на различной растворимости компонентов газовой смеси в органическом растворителе. Колориметрический - на протягивании загрязненного воздуха через раствор, фильтровальную бумагу или зернистый твердый сорбент и измерении длины окрашенного столбика порошка по заранее приготовленным шкалам, показывающим зависимость этой длины от концентрации вредной примеси.

Лабораторные методы анализа состояния воздуха наиболее точны, но неоперативны и требуют много времени, квалифицированного работника и сложного оборудования. Поэтому они применяются в основном при проведении научно-исследовательских работ. Автоматические методы позволяют быстро, точно и беспрерывно получать информацию о содержании вредных веществ в воздухе помещений. Однако, они также требуют сложного оборудования, что не всегда оправдано на производстве. Вследствие этого их используют, главным образом, в пожаро- и взрывоопасных процессах. В качестве примера можно указать на газоанализаторы типа ПГФ, СКВ-ЗМ, СГП-1 и др. Они настраиваются на уровень ПДК опасных веществ в воздухе помещения, подают сигнал в случае превышения этого уровня и обеспечивают осуществление автоматических профилактических мер (пожаротушение, отключение электроэнергии, включение аварийной вентиляции и др ).

В практике промышленных предприятий все большее применение нашли экспрессные методы и особенно их линейно-колористический способ. Объясняется это тем, что с его помощью за сравнительно короткий срок (3 - 20 мин) удается получить достаточно точные данные о содержании токсичных веществ в воздухе рабочей зоны. В производственных условиях это чрезвычайно важно, поскольку позволяет оперативно оценить качество воздуха и принять необходимые меры безопасности Кроме того, этот способ не требует для проведения анализа громоздкого оборудования и квалифицированного персонала.

---