Кафедра медицини катастроф та військової медицини

Курс Медицина катастроф

 

МЕТОДИЧНІ МАТЕРІАЛИ ДО семінару

для студентів 2 курсу медичного факультету

З дисципліни Безпека життєдіяльності

Тема 3: Негативні фактори середовища життєдіяльності та їх вплив на здоров'я людини

 

Автори-укладачі: доц. Н.Д.Корольова, проф. В.С.Тарасюк, доц. М.В.Матвійчук, В.В.Поляруш, Н.В.Кривецька, С.Л.Малик

 

Вінниця - 2008

А. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

1. Тема 3: Негативні фактори середовища життєдіяльності та їх вплив на здоров'я людини.

2. Кількість академічних годин – 2.

3. Вид проведення заняття – семінар.

4. Місце проведення заняття – клас кафедри.

5. Навчально-методичне та матеріально-технічне забезпечення:

6.1.Література:

6.1.1.Основна література:

· Безпека життєдіяльності: Навч. Посібник / За ред. Є.П.Желібо і В.М.Пічі. – Київ: «Каравела»; Львів: «Новий Світ-2000», 2001. – 320 с.

· Джигерей В.С., Житецький В.Ц. Безпека життєдіяльності. – Львів: Афіша, 2001. – 256 с.

· Дуднікова І.І. Безпека життєдіяльності: Навч. Посібник. – К., 2003. – 268 с.

· Охорона праці та безпека життєдіяльності населення у надзвичайних ситуаціях / І.В.Кочін, Г.О.Черняков, П.І.Сидоренко та ін. / За ред. І.В.Кочіна. – К.: Здоров’я, 2005. – 432 с.

· Яремко З.М. Безпека життєдіяльності: Навчальний посібник. – Київ: Центр навчальної літератури, 2005. – 320 с.

6.1.2. Додаткова література:

· Пистун И.П., Березовецкий А.П., Тубальцев А.Н. Безопасность жизнедеятельности. – Львов: Афиша, 2003. – 336 с.

· Фефилова Л.К. Безопасность жизнедеятельности и медицина катастроф: Учебник. – М.: Медицина, 2005. – С. 237-258.

 

1. Основні питання, що підлягають вивченню на даному занятті:

 

1. Дія іонізуючого випромінювання. Прин­ципи забезпечення радіаційної безпеки.

2. Хімічні фактори, їх кла­сифікація, шляхи надходження небезпечних хімічних речовин в організм людини. Принципи хімічної безпеки.

3. Біологічно небезпечні фактори та захист від них.

4. Сучасні інформаційні техно­логії, інформаційна небезпека. Нові види небезпек, що породжу­ються науково-технічним прогресом.

 

навчальні питання

1. Дія іонізуючого випромінювання. Прин­ципи забезпечення радіаційної безпеки

Іонізуюче випромінювання

 

 

Ультрафіолетові випромінювання – це короткохвильові частинки спектра сонячного світла, які осідають на зовнішніх оболонках електронів самого атома.

Рентгенівське випромінювання виникає в наслідок зміни стану електронів на внутрішніх оболонках атома.

У 1896 р. французький учений А.Беккерель знайшов, що в природі існує деяка кількість хімічних елементів, ядра атомів яких мимовільно перетворюються на ядра інших елементів. Ці перетворення супроводжуються випромінюванням, яке назвали іонізуючим випромінюванням. Число ядерних перетворень (розпадів) за одиницю часу називають активністю. За одиницю активності радіоактивної речовини в Міжнародній системі одиниць (система СІ) прийнятий беккерель (Бк). Один беккерель відповідає 1 розпаду в секунду. На практиці часто використовується позасистемна одиниця - кюрі (Кі). Кюрі більша одиниця радіоактивності, тому частіше використовуються менші одиници активності: мілікюрі (мКі) – тисячна доля кюрі і мікрокюрі (мкКі) –міліонна доля кюрі. Один кюрі відповідає 37 млрд. актів розпаду в секунду. 1 Кі = 3,7 ∙ 10¹⁰ Бк.

При докладнішому дослідженні учені дійшли висновку, що радіоактивне випромінювання неоднорідне, тобто є частинки, заряджені негативно (бета-частки), позитивно (альфа-частки), і нейтральні, подібні рентгенівським променям (гамма-промені).

У 1938 р. німецькі учені О. Ган і Ф. Штрассман відкрили процес поділу ядер урану під впливом повільних нейтронів. Такий процес називається ядерною (ланцюговою) реакцією. При цьому в процесі розподілу (розщеплювання) ядра атома виділяється (звільняється) значна енергія, яка і використовується в ядерних боєприпасах, в реакторах атомних електростанцій.

Альфа-випромінювання (α) - потік позитивно заряджених частинок, що складаються з двох протонів та двох нейтронів і за структурою відповідає ядрам атомів гелію.

Альфа-частки неможуть проникати ні через одяг людини, ні через шкірний епітелій. Тому, якщо джерело випромінювання альфа-часток знаходиться поза організмом (зовнішнє опромінювання), вони не представляють якої-небудь серйозної небезпеки для здоров'я людей. Проте при попаданні цього джерела всередину організму, наприклад, з їжею або повітрям альфа-частки стають небезпечними для людини (внутрішнє опромінювання).

Бета випромінювання (β) – це потік електронів чи позитронів. Їх швидкість близька до швидкості світла.

Бета-частки затримуються одягом, а при зовнішньому опромінюванні відкритих ділянок тіла людини залежно від величини енергії випромінювання вони можуть затримуватися в шкірному епітелії, викликаючи його пігментацію ("ядерний загар"), опіки шкіри або утворюючи виразки на тілі.

Особливу небезпеку для здоров'я представляють джерела бета-випромінювання при внутрішньому опромінюванні.

Гамма-випромінювання (γ) володіє високою проникаючою здатністю через речовини, у тому числі і через тканини тіла. Висока проникаюча здатність гамма-випромінювання робить його однаково небезпечним як при внутрішньому, так і при зовнішньому опромінюванні. Використовують його для стерилізації ліків, приміщень, апаратури, продуктів харчування.

Нейтронне випромінювання має місце тільки при штучному радіоактивному розпаді. Нейтрони нейтральні, тому потік володіє високою проникаючою здатністю, залежною від густини опромінюваної речовини і енергії нейтронів. Він небезпечний і при зовнішньому, і при внутрішньому опромінюванні.

Іонізуюче випромінювання - квантове (електромаг­нітне та корпускулярне) випромінювання, під впливом якого із нейтральних атомів утворюються іони.

Електромагнітне іонізуюче випромінювання - включає час­тину спектра, що починається з жорсткого ультрафіолету, пе­реходить у рентгенівське випромінювання і закінчується гам­ма-випромінюванням.

Іонізуючі випромінювання мають високу енергію, призводять до іонізації тканин, хімічних реакцій у біологічних структурах тканин, що можуть призвести до їх загибелі. Людина іонізуюче випромінювання не відчуває, не сприймає органами відчуття. Іонізація живої тканини призводить до розриву молекулярних зв’язків і зміни хімічної структури різних сполук. Зміни в хімічному складі значної кількості молекул спричиняють загибель клітин.

Захворювання, спричинені іонізацією, можуть бути гострими чи хронічними.

Гострі ураження настають при опроміненні великими дозами протягом короткого проміжку часу. Великі дози рентгенівського і гама-випромінювання можуть спричинити смерть.

Основну частину опромінення люди одержують із космосу, від природних джерел радіації, яка складає 5/6 річного еквіваленту дози. Космічні промені досягають поверхні землі, деяка частина за рахунок сонячних спалахів. Космічні промені можуть взаємодіяти з атмосферою, породжуючи вторинне випромінювання, утворюючи різні радіонукліди. В гірських породах землі утворюються радіоактивні ізотопи: уран-238, торій-232, калій-40, рубідій-87.

Зовнішнє опромінення - опромінення, коли джерело радіації знаходиться поза організмом і потрапляння випромінювання всередину виключається - відеотермінали, рентген, із герметичним джерелом випромінювання. При зовнішньому опроміненні небезпечним є b, g, рентгенівське, нейтронне випромінювання. Відбувається загальне опромінення всього тіла людини, яке з часом зменшується; Біологічний ефект залежить від дози опромінення, його виду, часу впливу, розміру поверхні, індивідуальної чутливості організму.

Ознаки опромінення: сухість шкіри, ламкість кісток, тріщини шкіри, променеві виразки. g і рентгенівське опромінення може призводити до загибелі без зовнішніх ознак. a і b викликають ураження шкіри.

Внутрішнє опромінення - відбувається при попаданні радіоактивної речовини усередину організму при вдиханні забрудненого повітря, через шлунково-кишковий тракт внаслідок вживання заб­рудненими РР води і їжі, через шкіру. Це призводить до опромінення окремих органів і тканин тіла і справляє менший вплив, ніж за­гальне γ-опромінення. У цьому випадку людина піддається безупинному опроміненню доти, поки речовина не розсмокчеться або не буде виведена з організму шляхом фізіологічного обміну. Внутрішнє опромінення небезпечно, тому що вражаються внутрішні органи, кров. Найбільше небезпечно a.

Продукти заражуються шляхом опромінення, контактним, біологічним шляхом, що робить продукти непридатними до вживання. Це відбувається за рахунок того, що ізотопи хімічних елементів, що входять в продукти, захоплюють нейтрон і перетворюються в радіоактивні елементи. У продуктах де є Na, Mg, Ca, P виникає зараження: це молочні, рибні продукти, бобові, гречані крупи, соління. РР попадають через пил в продукти харчування і проникають на глибину в м’ясо на 1 см, зерно, крупи – на 5 см, молоко, кефір, вершки на всю глибину, в цукор - на 0,5 см, овочі, фрукти - на 0,3 см.

Біологічний шлях зараження виникає коли радіоактивні речовини попадають в воду, рослини і циркулюють в рослинах, організмі тварин, риб, птиці. Активними накопичувачами радіації є капуста, цибуля, буряк, помідори, ячмінь. Меншими є овес, кукурудза, сояшник. Із грибів найбільше РР накопичують маслята, моховики, із птахів - качка. У картоплі РР накопичуються ближче до шкірки. Під час кип’ятіння з водою із картоплі виділяється 10% цезію. Стронцій, цезій із прокип’яченої олії не виділяється.

Основна небезпека для людини — це зовнішнє опромінення (60 % цілорічного опромінення). Співвідношення γ-фону і повер­хневих компонентів на шкірі (β-випромінювання) дорівнює 1:10-1:20.

При інкорпорації радіонуклідів через органи дихання, шлун­ково-кишковий тракт (з водою, продуктами харчування) і че­рез раньові (опікові) поверхні вони швидко потрапляють у кров (легкорозчинні РР) і осідають у тропних для них органах і тка­нинах. При їхньому розпаді β-частки безпосередньо впливають на молекули клітин органів і тканин, спричинюючи тою чи іншою мірою патологічний процес. У скелеті локалізуються пе­реважно кальцій, стронцій, радій, плутоній; у печінці — церій, лантан, плутоній тощо; рівномірно розподіляються по органах і системах — тритій, вуглець, інертні гази, цезій тощо.

Особливо небезпечним є ^I31J, який із крові надходить у неве­лику за розмірами і вагою (25-30 г) щитовидну залізу і швидко виповнює її. З огляду на короткий період його напіврозпаду (8 діб), відбувається інтенсивний вплив ¹³¹J на тканину щитовидної за­лози протягом короткого періоду часу. Інші радіонукліди (^l34Cs, ^l37Cs, ⁹⁰S^r), які депонуються у великих за розмірами й вагою орга­нах і тканинах людини і мають тривалий період піврозпаду, не можуть спричинити в них серйозних змін. Проте у випадку три­валого їх надходження значними кількостями в організм лю­дини вони все ж таки можуть бути небезпечними.

Раньові й опікові поверхні є не тільки вхідними воротами для радіонуклідів, які легко розчиняються у рідинах організму, а й об'єктом їх безпосереднього ураження в місцях контакту. Так, місцеві зміни в рані і на опіковій поверхні можливі вже під час ураження 0,5-1 мКі або 1,85-3,7-10⁴ Бк/кг.

У випадку комбінованого впливу радіаційного чинника (зовнішнє опромінення і внутрішнє надходження РР) переваж­ним є загальне зовнішнє опромінення.

Медичні наслідки опромінення у людини можуть бути різноманітними, причому зміни виникають як в опроміненого індивідуума, так і у його нащадків. Розрізняють соматичні (нестохастичні) ефекти — ранні або пізні, що спостерігаються при опроміненні даного організму (гостра і хронічна променева хво­роба, опіки шкіри) і стохастичні (ймовірні) — передчасне ста­ріння організму (зменшення тривалості життя), хвороби крові, злоякісні пухлини й генетичні ефекти, що розвиваються внас­лідок радіаційного впливу на зародкові клітини організму і ви­являються у нащадків.

У прояві ранніх соматичних (нестохастичних) ефектів по­мітна чітка залежність від дози опромінення з наявністю мінімальної дози, яка єграничною.

Доведено, що зовнішнє γ-випромінювання в діапазоні 0,5-1 Гр (50-100 рад) спричинює не різко виражені зміни в показниках крові (зниження кількості тромбоцитів і лейкоцитів) і системи вегетативної дизрегуляції. Граничною дозою для розвитку го­строї променевої хвороби вважають 1 Гр.

Доза пролонгованого опромінення, що не спричинює клінічних симптомів, значно перевищує дозу одночасного оп­ромінення. Хронічна променева хвороба розвивається під час фракціонованого опромінення дозою 1,5 Гр і вище протягом кількох років.

Дія зовнішнього випромінювання або аплікації РР може при­звести до уражень шкіри, від субклінічних до виразних. При впливі продуктів розпаду урану ураження шкіри можливе в тому випадку, якщо щільність ураження покривів перевищує 74 кБк/см² (2 мкКі/см²).

Залежно від увібраної дози можуть спостерігатися уражен­ня очей, слизової ротової порожнини, гортані, стравоходу: 5-10 Гр — гіперемія протягом першої доби, латентний період — 5-6 діб, потім виникають ерозії, відновлення слизової обо­лонки до кінця 2-3-го тижня; понад 10-15 Гр — ураження гор­тані і стравоходу до 1,5-2 міс, супроводжується інфекцією і місцевою кровоточивістю.

Ураження очей: до 2 Гр — гіперемія повік; 2-4 Гр — гіпере­мія, набряк повіки; 6-10 Гр — ті ж прояви через 1-2 год.; понад 10 Гр — некроз шкіри повік і підлягаючих тканин, тотальна епі­ляція, рубцеві зміни з виворотом повік, інфекційний кератит.

У разі потрапляння РР усередину організму також можливі несприятливі наслідки, проте людина має певний запас міцності. Ураження не відбудеться при одноразовому надход­женні в організм дорослої людини РР дозою 1 мКі або по 0,2 мКі протягом 10 днів, по 0,1 мКі протягом місяця або по 0,05 мКі в раціоні протягом року. Але одноразова доза 15-60 мКі або по 3-10 мКі протягом 10 дн. і по 1,2-3,0 мКі протягом року призведе до легкого ступеня променевої хвороби, якщо вік радіоізотопів від 12 до 30 діб. Для дітей ці дози в 4-6 разів менші.

Одним із найхарактерніших радіаційних соматико-стохастичних ефектів є лейкоз. Доза в 1 Гр є мінімальною лейкозогенною для людини. Найчастіше смерть від лейкозу в Хіросимі й Нагасакі спостерігалася серед осіб, вік яких у момент вибу­ху бомби становив 0-10 і старші 50 років.

Доза природного опромінення, отримана людиною за рік, становить близько 0,14-0,17 бер, а в окремих місцях — ще більше. Пороговий ефект виникнення різних захворювань (про­менева хвороба, опіки, катаракти, злоякісні пухлини тощо) можливий лише при опроміненні протягом усього життя дозою, що перевищує 10 бер на рік. Виникнення променевих пухлин у людини доведено у разі накопичення за все життя доз вище 35 бер, або 0,5 бера в середньому в рік. Від усіх джерел випромінювання людина протягом життя одержує близько 14 рад (бер).

Скорочення тривалості життя опромінених переважно пов'язане з розвитком новоутворень. Надлишкова смертність від опромінення відзначається в діапазоні доз, які перевищують у 100-200 разів природний радіаційний фон.

Найуразливіший для плода термін - ранній період опромінення (від 9 до 40 діб після зачаття). Опромінення в плодовому періоді залежно від дози може призводити до дефектів росту і підвищеної смертності. У матерів, які опромінювались у період вагітності, діти дещо відрізнялися від груп контролю за показниками росту і маси тіла. Так, у новонародженого, мати якого була опромінена в першому триместрі вагітності, відзначалося зменшення розмірів голови на 2-3 см, що іноді поєдну­валось з уповільненням розумового розвитку.

Генетичні ефекти іонізуючого випромінювання пов'язані з найуразливішими під час опромінення сперматогоніями в чо­ловіків і овоцитами — у жінок. Ушкоджуючі дози при загаль­ному опроміненні ембріона і плода людини залежно від термі­ну вагітності орієнтовно становлять 0,05-0,20 Гр (5-20 рад). Протягом ранніх термінів постнатального розвитку (перші місяці і роки життя) — ці дози дорівнюють 0,3-1 Гр (30-100 рад), що майже вдесятеро менші доз, які спричинюють ана­логічні ушкодження у дорослих.

За рівнями радіації, що перевищують допустимі, населення евакуюють із зон ураження.

Міжнародна комісія з радіаційного захисту (МКРЗ, 1966) розробила максимально допустимі дози опромінення за рік для осіб, які працюють із променевими навантаженнями, і для всьо­го населення (у 10 разів менші). Вона припускає такий рівень опромінення дорослого персоналу, що працює з променевими навантаженнями:

· усього тіла, статевих залоз і кісткового мозку — до 5 бер (для населення — 0,5 бер) на рік;

· щитовидної залози — 30 бер (відповідно 3 бери);

· шкіри і кісток — 30 бер (відповідно — 3 бери);

· кінцівок — 75 бер (відповідно — 7,5 бера).

В усьому світі вважається, що професіонали, які працюють з іонізуючим випромінюванням, протягом року можуть отримати 5 бер, а за період трудової діяльності — до 150 бер. Для населення, що мешкає в районі АЕС, річна норма не повинні перевищувати 0,5 бер (35 бер за все життя). Людина без шкоди для здоров'я переносить однократне або протягом місяця опромінення менше 100 бер, а доза 100-150 бер може спричинити захворювання.

Радіаційні втрати серед населення в зонах радіоактивного зараження визначаються переважно дозою зовнішнього опро­мінення і тривалістю часу її накопичення:

а) якщо доза опромінення 1-2 Гр (одноразово або протятом 4 діб) - розвивається 1-й (легкий) ступінь променевої хвороби Опромінення такою дозою протягом 7-60 дн. може призвести до втрати працездатності;

б) за одноразового отримання дози 15-60 мКі і більше можлива променева хвороба легкого ступеня;

в) у випадку аплікації РР на шкірних покривах дозами понад 700 мр/год за станом на 24 год. після зараження — легкий ступінь ураження.

Ступінь тяжкості гострої променевої хвороби (ГПХ) залежить від дози опромінення. За відсутності точних відомостей, її можна оцінити орієнтовно за рядом симптомів, їхньою вираз­ністю і термінами появи. До найбільш значущих діагностичних ознак належать такі: час розвитку первинної реакції і ступінь її вираженості, глибина початкової лімфопенії, зниження кількості тромбоцитів і лейкоцитів.

Найбільше люди отримують опромінення від природних джерел радіації – радону. Лише нещодавно вчені зрозуміли, що значним з усіх природних джерел радіації є невидимий, без смаку та запаху, важкий газ (у 7,5 разів важчий за повітря) радон з періодом напіврозпаду 3,6 доби. Основна частина дози надходить від опромінення в закритому не провітрюваному приміщенні, а також просочується через підлогу з ґрунту через фундамент, з дерев’яних матеріалів, цегли, бетону. Концентрація радону на верхніх поверхах багатоповерхових будинків, як правило, нижча, ніж на першому. Багато поступає через воду, особливо багато радону в артезіанській воді. При кип’ятінні води радон видаляється.

Велику небезпеку являє собою потрапляння парів води з високим вмістом радону у легені разом з повітрям, що вдиха­ється під час купання, прання, готування їжі. В середньому, концентрація радону, яка знаходиться у воді, розбавляється повітрям приміщення в 30 тис. разів.

При обстеженні будинків виявлено, що концентрація радону у ванній кімнаті приблизно в три рази вища, ніж на кухні, і приблизно у 40 разів вище, ніж у житлових кімнатах.

Радон проникає також в природний газ. В приміщення він потрапляє через кухонні плити та інші нагрівальні прилади, які не забезпечені системою вентиляції.

До значного підвищення концентрації радону в середині приміщення можуть призвести герметизація приміщень і відсутність вентиляції.

У зонах з помірним кліматом концентрація радону в за­критих приміщеннях, в середньому, приблизно у 8 разів вища, ніж у зовнішньому повітрі.

Вдихання радона з повітрям і його наступний розпад є джерелом радіоактивного впливу на тканини легенів, що призводить до захворювання раком.