Распад семьи примерно в 10 раз увеличивает показатели заболеваемости супругов, а также их смертность после развода. При этом разводы связаны не только с межличностными отношениями, но и с состоянием экономики страны, со скоростью социальных перемен и темпом инфляции.
Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что потеря работы также повышает заболеваемость.
Отрицательные эмоции у человека сопровождаются выделением в кровь большого количества адреналина. Он выбрасывается также при психическом напряжении, гневе и страхе, то есть тогда, когда необходима мобилизация всех сил организма. Адреналин вызывает усиление сердечной деятельности и повышение кровяного давления, ускоряет свертывание крови, увеличивает просвет бронхов, тормозит работу желудка и кишечника, стимулирует работу поперечно-полосатой мускулатуры, особенно при утомлении. Такое его действие обусловлено тем, что у животных и предков человека после отрицательных эмоций всегда следовала интенсивная физическая нагрузка – бег или борьба. Поэтому все выделившиеся катехоламины тут же реализовывались во время физического напряжения. У современного человека физические нагрузки далеко не всегда следуют за отрицательным эмоциональным возбуждением, и нереализованные катехоламины начинают оказывать гистотоксическое действие. Прежде всего, они влияют на сердечную мышцу и гладкую мускулатуру сосудистой стенки, вызывая развитие микронекрозов в миокарде и нарушения сердечного ритма. Невроз неотреагированных эмоций может лежать в основе возникновения некрозов сердечной мышцы, атеросклероза, гипертонической болезни, язвенной болезни, а также нарушения психического здоровья.
Причинная роль психических факторов (обусловленных, прежде всего, социальными факторами негативного воздействия) в возникновении болезней была известна врачам уже в глубокой древности. Пато­генными могут быть как отрицательные, так и чрезмерные положительные эмоции (среди болельщиков спорта, например, инфаркты миокарда случаются и при поражениях, и при победах своих лю­бимцев и т.д.), но главным образом отрицательные. Они лежат в основе неврозов, психических расстройств и ряда других заболеваний (гипертонической болезни, язвенной болезни желудочно-кишечного тракта, атеросклероза, стойких гормональных нарушений и т. д.). С учетом этого обстоятельства физическая культура в нашем обществе должна быть не только направлена на физическое совершенство человека, но и нести ему «мышечную радость» (И. П. Павлов), заряд положительных эмоций, необходимых для укрепления здоровья, всестороннего и гармоничного разви­тия личности.

Глава 2. Социогенные экологические факторы негативного воздействия.
Экологические факторы социогенного негативного воздействия условно можно подразделить на: 1) факторы, влияющие на человека опосредованно – через загрязнения атмосферы, гидросферы, литосферы; 2) факторы, влияющие на человека непосредственно (ионизирующее излучение, курение и др.); 3) факторы – «сквозные подсистемы», например, «вредные вещества», присутствующие во всех указанных системах факторов.
В крупных городах переплелись как положительные, так и отрицательные стороны научно-технического прогресса. Создана новая экологическая среда с высокой концентрацией социогенных факторов. Здоровье людей в значительной мере зависит от качества как природной, так и социогенной среды.
В условиях большого города влияние на человека природного компонента ослаблено, а действие социогенных факторов резко усилено. Города, в которых на сравнительно небольших территориях концентрируется большое количество людей, автотранспорта и различных предприятий, являются центрами техногенного воздействия на природу и человека. Газовые и пылевые выбросы промышленных предприятий, сброс ими в окружающие водоемы сточных вод, коммунальные и бытовые отходы крупного города загрязняют окружающую среду разнообразными химическими элементами и веществами, большинство из которых можно отнести к вредным.
Вредным – называется вещество, которое может вызвать отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые как в процессе работы, так и в отда­ленные сроки жизни настоящих и последующих поколений. Проникновение вредных веществ в организм человека про­исходит через дыхательные пути (основной путь), а также с пищей и через кожу. В результате воздействия этих веществ у человека возникает отравление – болезненное состояние, тяжесть которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации и вида вредного вещества. Эти вещества можно рассматривать как опасные или вредные производственные факторы, оказывающие негативное (токсическое) действие на организм человека.
Существуют различные классификации вредных веществ, в основу которых положено их действие на человеческий организм. В соответствии с наиболее распространенной (по Е. Я. Юдину и С. В. Белову), вредные вещества делятся на шесть групп: общетоксические – вызывают отравление всего организма (оксид углерода, свинец, ртуть, мышьяк и его соединения, бензол и др.); раздражающие – вызывают раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек человеческого организма (хлор, аммиак, пары ацетона, оксиды азота, озон и ряд других веществ); сенсибилизирующие – действуют как аллергены, т.е. приводят к возникновению аллергии у человека (сенсибилизация – повышение реактивной чувствительности клеток и тканей человеческого организма); канцерогенные – приводят к возникновению и развитию злокачественных опухолей (оксиды хрома, 3,4-бензпирен, бериллий и его соединения, асбест и др.; мутагенные – при воздействии на организм вызывают изменение наследственной информации (радиоактивные вещества, марганец, свинец и т.д.; вещества, влияющие на репродуктивную функцию человеческого организма (ртуть, свинец, стирол, марганец, ряд радиоактивных веществ и др.).
В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 устанавливают предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ. ПДК выражаются в миллиграммах (мг) вредного вещества, приходящегося на I кубический метр воздуха, т.е. мг/м³. Установлены ПДК для более чем 1300 вредных веществ. Еще приблизительно для 500 вредных веществ установлены ориентировочно безопасные уровни воздействия. Все вредные вещества по степени воз­действия на организм человека подразделяются на следующие классы: 1 – чрезвычайно опасные, 2 – высокоопасные, 3 – умеренно опасные, 4 – малоопасные. Опасность устанавливается в зависимости от величины ПДК, средней смертельной дозы и зо­ны острого или хронического действия. Если в воздухе содержится вредное вещество, то его концентрация не должна превышать величины ПДК.
Вещества, загрязняющие природную среду, в зависимости от своей природы, концентрации, времени действия на организм человека могут вызвать различные неблагоприятные последствия. Кратковременное воздействие небольших концентраций таких веществ может вызвать головокружение, тошноту, першение в горле, кашель. Попадание в организм человека больших концентраций токсических веществ может привести к потере сознания, острому отравлению и даже смерти. Примером подобного действия могут являться смоги, образующиеся в крупных городах в безветренную погоду, или аварийные выбросы токсичных веществ промышленными предприятиями в атмосферу.
Реакции организма на загрязнения зависят от индивидуальных особенностей: возраста, пола, состояния здоровья. Как правило, более уязвимы дети, пожилые и престарелые, больные люди.
При систематическом или периодическом поступлении организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление. Признаками хронического отравления являются нарушение нормального поведения, привычек, а также нейропсихического отклонения: быстрое утомление или чувство постоянной усталости, сонливость или, наоборот, бессонница, апатия, ослабление внимания, рассеянность, забывчивость, сильные колебания настроения. При хроническом отравлении одни и те же вещества у разных людей могут вызывать различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, печени.
Загрязнением атмосферы обусловлено до 30% общих заболеваний населения промышленных центров. Более 1 млрд. городского населения мира проживают с угрожающими здоровью уровнями воздушных загрязнений. По данным, содержащимся в Государственном докладе о состоянии природы России (1991 г.), только 15% горожан проживает на территории с допустимым уровнем загрязнения воздуха. Атмосферный путь поступления токсичных веществ в организм человека является ведущим, так как в течение суток он потребляет около 15 кг воздуха, 2,5 кг воды и примерно 1,5 кг пищи, кроме того, при ингаляции химические элементы поглощаются организмом наиболее интенсивно. Так, свинец, поступающий с воздухом, абсорбируется кровью приблизительно на 60%, тогда как поступающий с водой – на 10%, а с пищей – лишь на 5%. В связи с развитием в городах различных видов промышленности, в особенности химической, в атмосферу выбрасывается все большее количество вредных веществ. Отметим некоторые из них.
Оксиды серы. Выделяются в атмосферу в основном в результате работы теплоэлектростанций (ТЭС) при сжигании бурого угля и мазута, а также серосодержащих нефтепродуктов и при получении многих металлов из серосодержащих руд – PbS, NiS, MnS и т.д. При растворении в воде оксиды серы образуют кислотные дожди. Россия входит в Конвенцию по SO и участвует в процессах, способствующих снижению выбросов окислов серы в атмосферу. В основном это строительство заводов по производству серной кислоты по схеме: диоксид серы – триоксид серы – серная кислота.
Доказано, что высокая концентрация окислов серы и мелких частиц усугубляет течение хронических респираторных и сердечнососудистых заболеваний. Отмечено, что заболевания дыхательных путей, например, бронхиты, учащаются при повышении уровня оксидов серы в воздухе.
В России диоксида серы выбрасывается в атмосферу больше всего в Норильске – 2,4 млн. т. в год, а мелких твердых частиц – в городе Асбест (240 тыс. т. в год). В Западной Европе объемы выбросов сернистого ангидрида увеличились более чем наполовину в течение 1980-1995 гг., при этом выделяют восемь стран с наибольшими удельными объемами его выбросов, семь из них расположены в Центральной Европе, одна – в Восточной Европе. Наиболее драматичные примеры загрязнения воздуха: в долине Мааса в Бельгии, 1930 г. – 6000 заболевших, 60 умерших; в Доноре, штат Пенсильвания, 1948 г. – 6000 заболевших, 20 умерших; в Лондоне, 1952 г. – 10000 заболевших, 4000 умерших.
В каждом из этих случаев смертность возрастала или снижалась в соответствии с изменениями загрязнения воздуха, независимо от климатических условий, и являлась результатом уже существовавших сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний.
Оксиды азота. В природе оксиды азота образуются при лесных пожарах. Высокие концентрации оксидов азота в городах и окрестностях промышленных предприятий связаны с деятельностью человека. Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 53 млн. т. окислов азота. В значительном количестве оксиды азота выделяют ТЭС и двигатели внутреннего сгорания. Выделяются оксиды азота и при травлении металлов азотной кислотой. Производство взрывчатых веществ и азотной кислоты – еще два источника выбросов оксидов азота в атмосферу.
Оксиды азота принимают участие в образовании фотохимического смога. К фотохимическим процессам относятся процессы образования пероксиацетилнитратов. При больших концентрациях пероксиацетилнитраты могут вызывать раздражение слизистой оболочки глаз и гибель растений, что характерно для южных солнечных городов.
Уровни фотохимического загрязнения воздуха тесно связаны с режимом движения автотранспорта. В период высокой интенсивности движения утром и вечером отмечается пик выбросов в атмосферу оксидов азота и углеводородов. Именно эти соединения, вступая в реакции, друг с другом, обусловливают фотохимическое загрязнение воздуха.
Наблюдается большое количество заболеваний верхних дыхательных путей у населения, подвергавшегося воздействию высоких уровней оксидов азота, по сравнению с группой людей, которые находились в условиях меньшей их концентрации, a концентрации других загрязнителей были такими же. Люди с хроническими заболеваниями дыхательных путей (эмфизема легких, астма), а также страдающие сердечнососудистыми заболеваниями, более чувствительны к прямым воздействиям оксидов азота.
Оксид углерода II (СО). Концентрация оксида углерода II в городском воздухе больше, чем любого другого загрязнителя. Однако поскольку этот газ не имеет ни цвета, ни запаха, ни вкуса, наши органы чувств не в состоянии обнаружить его.
Самый крупный источник оксида углерода в городах – автотранспорт. В большинстве городов свыше 90% СО попадает в воздух вследствие неполного сгорания углерода в моторном топливе по реакции: 2С + О₂ = 2СО. Полное сгорание дает в качестве конечного продукта диоксид углерода: С + О₂= СО₂.
Другой источник оксида углерода – табачный дым, с которым сталкиваются не только курильщики, но и их ближайшее окружение. Курильщик поглощает вдвое больше оксида углерода по сравнению с некурящим. Оксид углерода вдыхается вместе с воздухом или табачным дымом и поступает в кровь, где конкурирует с кислородом за гемоглобин. Оксид углерода соединяется с молекулами гемоглобина прочнее, чем кислород. Чем больше оксида углерода содержится в воздухе, тем больше гемоглобина связывается с ним и тем меньше кислорода достигает клеток. По этой причине оксид углерода при повышенных концентрациях пред­ставляет собой смертельно опасный яд.
Оксид углерода IV (СО₂). Мировые выбросы двуокиси углерода достигли 23,9 млрд. тонн в год, что на 400 млн. тонн больше, чем в 1996г., и почти в 4 раза больше, чем в 1950г.; более 40% мирового диоксида углерода производят США, Япония и страны Европейского Союза, однако общая эмиссия углерода из Китая теперь превышает показатели Европейского Союза, при этом подушевая эмиссия в Китае значительно ниже, чем в странах Европейского Союза. Влияние углекислого газа (СО₂) связано с его способностью поглощать инфракрасное излучение (ИК) в диапазоне от 700 до 1400 нм. Земля, как известно, получает практически всю свою энергию от Солнца в лучах видимого участка спектра (от 400 до 700 нм), а отражает в виде длинноволнового ИК-излучения. С 1850 г. содержание СО₂ в атмосфере возросло с 0,027 до 0,033% в связи с техногенной деятельностью. Человечество сожгло в XX в. ископаемых видов топлива столько, сколько за весь период своего существования до XX в. Поглощая ИК-излучение, СО₂ действует как парниковая пленка.
Хлорфторуглеродные соединения (ХФУ), часто встречающиеся в быту и в промышленном производстве, – это пропелленты в аэрозольных упаковках, хладоагенты (фреон) в холодильниках и кондиционерах. Они применяются и при производстве вспененного полиуретана, и при чистке электронной техники. Постепенно ХФУ поднимаются в верхний слой атмосферы и разрушают озонный слой – щит атмосферы, спасающий от УФ-излучения. Время жизни двух самых опасных фреонов – Ф-11 и Ф-12 – от 70 до 100 лет. Этого вполне достаточно, чтобы в ближайшее время ощутить на себе последствия сегодняшней экологической неграмотности. Если сохранятся современные темпы выброса ХФУ в атмосферу, то в ближайшие 70 лет количество стратосферного озона уменьшится на 90%. При этом весьма вероятно, что: рак кожи примет эпидемический характер; резко сократится количество планктона в океане; исчезнут многие виды животных, например, ракообразные; УФ-излучение неблагоприятно скажется на сельскохозяйственных культурах. ХФУ – высокостабильные соединения и поскольку они не поглощают солнечное излучение с большой длиной волны, они не могут подвергнуться его воздействию в нижних слоях атмосферы, но, преодолев защитный слой, поднимаются вверх по атмосфере и коротковолновое излучение высвобождает из них атомы свободного хлора. Свободные атомы хлора затем вступают в реакцию с озоном. Таким образом, разложение ХФУ солнечным излучением создает каталитическую цепную реакцию, согласно которой один атом хлора способен разрушить до 100 000 молекул озона. Разрушение озонного защитного слоя привело к тому, что уровень ультрафиолетовой радиации удвоился на средних широтах северного полушария. Канцерогенным является УФ-излучение с длиной волны короче 320 нм. Ожидается, что каждый процент сокращения озонного слоя повлечет за собой увеличение числа случаев заболевания раком кожи на 5-6%.
Полихлорированные дифенилы – высокотоксичные соединения, специфически поражающие систему иммунитета, многие из которых обладают канцерогенной активностью, а также выраженным действием на репродуктивную функцию. Эти соединения легко включаются в пищевые цепи. По оценкам специалистов, в окружающей среде циркулирует более 400 тыс. тонн полихлорированных дифенилов, в т.ч. почти 250 тыс. тонн в океане.
Смог (от англ. smoke – дым и fog – туман), нарушающий нормальное состояние воздуха многих городов, возникает в результате реакции между содержащимися в воздухе углеводородами и оксидами азота, находящимися в выхлопных газах автомобилей. Термин «смог» был впервые применен к облаку, нависшему над Лос-Анджелесом. С увеличением числа автомашин подобное явление стало наблюдаться и над другими городами. В настоящее время автомобиль стоит на первом месте по абсолютному выбросу газов. Он источник почти половины загрязнителей воздуха. Главный вред причиняет угарный газ, однако негативно на организм человека влияют также углеводы, окислы азота, содержащиеся в выхлопных газах и фотохимические окислители. Окислы азота при контакте с влажной поверхностью легких образуют кислоты, а те, в свою очередь – нитраты и нитриты. Как сами кислоты, так и их производные оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки, особенно глубоких отделов дыхательных путей, что может привести к рефлекторным расстройствам дыхания и даже отеку легких. Кроме того, нитраты и нитриты переводят оксигемоглобин в метгемоглобин, что вызывает кислородную недостаточность.
Среди источников загрязнения, отрицательно влияющих на здоровье человека, автомобиль играет значительную, но не основную роль. Автомобили являются причиной 10-25% заболеваний, хотя вырабатывают почти половину всех загрязнителей воздуха. Продукты горения – окислы серы и разнообразные мелкие частицы (смеси сажи, пепла, пыли, капелек серной кислоты, асбестовых волокон и т.д.) вызывают больше болезней, чем выхлопные газы автомобилей. Они поступают в атмосферу от электростанций, заводов и жилых домов. Окислы серы и частицы пыли обычно концентрируются в местах наиболее интенсивного сжигания угля, они опасны, главным образом, зимой, когда сжигается больше топлива. Фотохимический смог, наоборот, бывает более плотным в летнее время.
В промышленных зонах города наблюдается постоянное нахождение воздуха пылевидных частиц или различных соединений, среди которых наибольшую опасность вызывают диоксины, образующие при сжигании твердых бытовых отходов, содержащих пластмассы и другие химические соединения. Диоксины обладают мутагенными и канцерогенными действиями, а предельно допустимая концентрация в воздухе для взрослого человека не должна превышать одной десятой никограмма на килограмм веса. Для младенцев поступление этих ядов с молоком матери или пищей вообще недопустимо.
В районах специализированных мусоросжигательных заводов, около крупных мусорных свалок, где сжигают мусор на открытых кострах, постоянно находятся в воздухе во взвешенном состоянии мельчайшие субмикронные частицы, беспрепятственно проникающие в организм человека. Например, частица размером 1 мкм, находящаяся на высоте одного километра достигает земли только через 5 лет, т.к. средняя скорость оседания составляет около 50 см в день, т.е. человек, находящийся в зоне загрязнения постоянно дышит этим воздухом. Высокоактивные в биологическом отношении химические соединения могут вызвать эффект отдаленного влияния на здоровье человека: хронические воспалительные заболевания различных органов, изменение нервной системы, действие на внутриутробное развитие плода, приводящее к различным отклонениям у новорожденных. Медики установили прямую связь между ростом числа людей, болеющих аллергией, бронхиальной астмой, раком, и ухудшением экологической обстановки в данном регионе. Достоверно установлено, что такие отходы производства, как хром, никель, бериллий, асбест, многие ядохимикаты, являются канцерогенами, то есть вызывающие раковые заболевания. Еще в прошлом веке рак у детей был почти неизвестен, а сейчас он встречается все чаще и чаще.
При проведении различных технологических процессов в воздух выделяются твердые и жидкие частицы, а также пары и газы. Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы – аэродисперсные системы – аэрозоли. Аэрозолями называют воздух или газ, содержащие в себе взвешенные твердые или жидкие частицы. Аэрозоли принято делить на пыль, дым, туман. Пыли или дымы – это системы, состоящие из воздуха или газа и распределенных в них частиц твердого вещества, а туманы – системы, образованные воздухом или газом и частицами жидкости.
Пыль как социогенный фактор. Причины основных выбросов пыли в атмосферу – это пыльные бури, эрозия почв, вулканы (природные, абиотические негативные факторы). Однако, около 15-20% общего количества пыли в атмосфере имеет социогенное происхождение: производство стройматериалов, дробление пород в горнодобывающей промышленности, производство цемента, строительство. Например, во Франции приблизительно 3% общего объема производимого цемента выбрасывается в атмосферу (около 100 т в год). Пыль, осевшая в индустриальных городах, содержит 20% оксидов железа, 15% оксида кремния и 5% сажи. Промышленная пыль часто включает также оксиды различных металлов и неметаллов, многие из которых токсичны (оксиды марганца, свинца, молибдена, ванадия, сурьмы, теллура).
Размеры твердых частиц пылей превышают 1 мкм (1 мкм (1 микрометр) = 10^-5 м). Различают крупнодисперсную (размер твердых частиц более 50 мкм), среднедисперсную (от 10 до 50 мкм) и мелкодисперсную (размер частиц менее 10 мкм) пыль. Размер жидких частиц, образующих туманы, обычно лежит в пределах от 0,3 до 5 мкм, а размеры твердых частиц дыма меньше 1 мкм.
Пыль, попадая в организм человека, оказывает фиброгенное воздействие, заключающееся в раздражении слизистых оболочек дыхательных путей. Оседая в легких, пыль задерживается в них. При длительном вдыхании пыли возникают профессиональные заболевания легких – пневмокониозы. При вдыхании пыли, содержащей свободный диоксид кремния (SiO;), развивается наиболее известная форма пневмокониоза – силикоз. Если диоксид кремния находится в связанном с другими соединениями состоянии, возникает профессиональное заболевание – силикатоз. Среди силикатозов наиболее распространены асбестоз, цементоз, талькоз.
Пыль и аэрозоли не только затрудняют дыхание, но и приводят к климатическим изменениям, поскольку отражают солнечное излучение и затрудняют отвод тепла от Земли. Например, смоги в крупных южных городах (Мехико – 22 млн. жителей и др.) снижают прозрачность атмосферы в 2-5 раз.
Пожары (неконтролируемое горение), на промышленных предприятиях, на транспорте, в быту представляют большую опасность для людей, причиняют огромный материальный ущерб, загрязняют атмосферу продуктами горения. Поэтому вопросы обеспечения пожарной и взрывной безопасности имеют государственное значение. Пожарная и взрывная безопасность – это система организационных и технических средств, направ­ленная на профилактику и ликвидацию пожаров и взрывов, ограничение их последствий. Пожары, по происхождению (причинам), следует относить или к природным (молния, самовозгорание торфа и др.), или к социогенным (неосторожное обращение с огнем, замыкание в электропроводке и др.).
Различают полное и неполное горение. Процессы полного горения протекают при избытке кислорода, а продуктами реакции являются вода, диоксиды серы и углерода, т.е. вещества, не способные к дальнейшему окислению. Неполное горение происходит при недостатке кислорода, продуктами реакции в этом случае являются токсичные и горючие (т.е. способные к дальнейшему окислению) вещества, например, оксид углерода, спирты, альдегиды, кетоны и др. По скорости распространения пламени различают следующие виды горения: дефлаграционное (скорость распространения пламени – десятки м/с), взрывное (сотни м/с) и детонационное (тысячи м/с). Для пожаров характерно дефлаграционное горение. При пожаре на людей воздействуют следующие опасные факторы: повышенная температура воздуха или отдельных предметов, открытый огонь и искры, токсичные продукты сгорания (например, угарный газ), дым, пониженное содержание кислорода в воздухе, взрывы и др.
Взрыв – быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением большого количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная создать угрозу жизни и здоровью людей.
При осуществлении различных технологических процессов, проведении ремонтных работ, в быту и т.д. широко распространены различные системы повышенного давления, к которым относится следующее оборудование: трубопроводы, баллоны и емкости для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, паровые и водяные котлы, газгольдеры и др. Основной характеристикой этого оборудования является то, что давление газа или жидкости в нем превышает атмосферное. Это оборудование принято называть сосудами, работающими под давлением. Любые сосуды, работающие под давлением, всегда представляют собой потенциальную опасность, которая при определенных условиях может трансформироваться в явную форму и повлечь тяжелые последствия. Разгерметизация (потеря герметичности) сосудов, работающих под давлением, достаточно часто сопровождается возникновением двух групп опасностей.
Первая из них связана со взрывом сосуда или установки, работающей под давлением. При взрыве может произойти разрушение здания, в котором расположены сосуды, работающие под давлением, или его частей, а также травмирование персонала разлетающимися осколками оборудования.
Вторая группа опасностей зависит от свойств веществ, находящихся в оборудовании, работающем под давлением. Так, обслуживающий персонал может получить термические ожоги, если в разгерметизировавшейся установке находились вещества с высокой или низкой температурой. Если в сосуде находились агрессивные вещества, то работающие могут получить химические ожоги; кроме того, при этом возникает опасность отравления персонала. Радиационная опасность возникает при разгерметизации установок, содержащих различные радиоактивные вещества.
Основные виды загрязнения литосферы – твердые бытовые и промышленные отходы. Детальное изучение четырех индустриально развитых стран показало, что общее ко­личество естественных ресурсов или сырья, требующихся для поддержания их экономического уровня, составляет от 45 до 85 тонн на человека в год. При этом значительное количество этих ресурсов импортируется из развивающихся стран.
На одного жителя в городе в среднем приходится в год примерно по 1 т твердых отходов, причем эта цифра ежегодно увеличивается. В городах под складирование бытовых отходов отводятся большие территории. Во многих городах действуют заводы по переработке бытовых отходов, однако мусоросжигающие заводы сами могут загрязнять окружающую среду.
Основные виды промышленных отходов – шлаки тепловых электростанций и металлургических заводов; породные отвалы горнодобывающих предприятий и горно-обогатительных комбинатов, строительный мусор и т.д. В особую группу выделяют загрязнение почвы нефтепродуктами и други­ми химическими веществами (в авиационной и других техно­логиях – это твердые осадки гальванованн и продукты травления металлов), которые пагубно воздействуют на почвенные микроорганизмы и корневую систему растений.
Объем извлекаемой из недр горной массы, а нашей стране составляет свыше 15 млрд. т/год. В хозяйственный оборот вовлекается около трети всего минерального сырья, а на производство готовой продукции расходуется менее 7% добытых полезных ископаемых. Очевидно, что нельзя без конца наращивать и без того колоссальные потоки отходов и попутных продуктов. В железосодержащих шламах аглофабрик черной металлургии, например, содержится больше железа, чем в добываемой руде. Вместе с тем промышленность стройматериалов и стройиндустрия добывают и потребляют ежегодно 3,5 млрд. т. нерудного сырья, большая часть которого может быть заменена отходами.
Эрозия почв выступает комплексным экологическим фактором – в зависимости от причин ее возникновения, она может быть социогенной, порожденной деятельностью общества или природной, вызываемой абиотическими (а также, частично – биотическими) воздействиями, или и теми, и другими. Из 605 млн. га площади сельхозугодий 113 млн. га эрозированы, свыше 40% находятся под угрозой эрозии. Скорость эрозии сейчас превышает скорость естественного формирования и восстановления почвы. В России ежегодно теряется около 165 млрд. т. почвы в результате различных форм эрозии. Ежегодно из-за эрозии из сельскохозяйственного оборота выпадает 6-7 млн. га. Южный край Сахары смешается к югу со скоростью 5 км в год. Под угрозой распространения пустыни (6 млн. га в год) находится 19-20 % площадью 30 млн. км² (столько же, сколько занимают на земле существующие пустыни).
Здесь же следует упомянуть о таких факторах, как употребляемые удобрения и ядохимикаты, которые оказываются вторым после промышленности загрязнителем природной среды, а также засоление и закисление почв.
Быстрый рост промышленности привел к увеличению технических отходов, загрязняющих гидросферу. Многие из этих сложных синтетических химикатов, кислот и пестицидов не поддаются обычным методам очищения и длительное время сохраняют токсический эффект. Загрязнители, сбрасываемые в водоемы в настоящее время, можно классифицировать по следующим категориям: органические загрязнители, для расщепления которых требуется кислород (в первую очередь бытовые и промышленные отходы); возбудители инфекционных заболеваний, содержащиеся в бытовых отходах животного происхождения; искусственные удобрения; синтетические органические вещества (моющие средства, пестициды и другие промышленные химикаты); неорганические химические и минеральные вещества (соли металлов, кислоты и твердые частицы), попадающие в воду с шахт и заводов, нефтеочистительных предприятий и сельскохозяйственных угодий; радиоактивные вещества, которые попадают в воду при добыче радиоактивных руд, из атомных реакторов, сточных вод промышленных предприятий, научно-исследовательских институтов и больничных учреждений, в которых они используются. Большинство отходов, поступающих в реки крупных городов, представляют собой смесь перечисленных загрязнителей, что весьма затрудняет очистку воды и контроль ее чистоты. Ежегодно в Мировой океан попадает до 50 млн. т. нефти и нефтепродуктов (25 % водной поверхности покрыто нефтяной пленкой), 6 млн. т. фосфора, свыше 2 млн. т. свинца, 5 тыс. т. ртути. 50 тыс. т. пестицидов, огромное количество вредных для морской среды веществ и материалов. Повысилась заболеваемость населения в результате отравления токсическими веществами, поступающими в питьевую воду из загрязненных водоемов. Описаны болезни, связанные с загрязнением воды нитратами (тяжелая метагемоглобинемия у детей, гипертензия), свинцом (свинцовая интоксикация), урохромом (заболевания, по клинической картине напоминающие эндемический зоб), фтором (флюороз). Одной из наиболее серьезных форм речных загрязнений является высокая концентрация стоков минеральных удобрений. В 60% больших городов отмечается чрезмерное использование (истощение) подземных водных источников.
Шум – это смешение звуков различной частоты и интенсивности. С физиологической точки зрения шумом называют любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм человека.
Звуковые колебания, воспринимаемые органами слуха чело­века, являются механическими колебаниями, распространяю­щимися в упругой среде (твердой, жидкой или газообразной).
При расчетах уровня шума используют величину интенсивности звука, а для оценки воздействия шума на человека – уровень звукового давления.
Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах. Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибел. Звук в 130 децибел уже вызывает у человека болевое ощущение и повреждения в слуховом аппарате (акустическая травма), а в 150 дБ становится для него непереносимым. Разрыв барабанных перепонок в органах слуха человека про­исходит под воздействием шума, уровень звукового давления которого составляет 186 дБ. Воздействие на организм человека шума, уровень которого около 196 дБ, приведет к повреждению легочной ткани (порог легочного повреждения).
Однако не только сильные шумы, приводящие к мгновенной глухоте или повреждению органов слуха человека, вредно отражаются на здоровье и работоспособности людей. Шумы небольшой интенсивности, порядка 50–60 дБ, негативно воздействуют на нервную систему человека, вызывают бессонницу, неспособность сосредоточиться, что ведет к снижению производительности труда и повышает вероятность возникновения несчастных случаев на производстве. Если шум постоянно действует на человека в процессе труда, то могут возникнуть различные психические нарушения, сердечнососудистые, желудочно-кишечные и кожные заболевания, тугоухость. В результате длительного влияния шумов малой интенсивности в центрах слухового анализатора образовываются доминантные очаги, которые тормозят деятельность других центров, вследствие чего нарушаются многие функции организма.
При сильных шумах возбуждение, достигая вегетативной нервной системы, действует на центры, регулирующие артериальное давление, дыхание и деятельность пищеварительного тракта, влияет на кору больших полушарий. В условиях интенсивного шума развивается выраженное охранительное торможение в коре большого мозга, происходят серьезные сдвиги в высшей нервной деятельности (нарушается уравновешенность нервных процессов, снижается их подвижность, условно-рефлекторная деятельность ухудшается), что приводит к изменению нормальных корково-подкорковых соотношений.
Возможно, нарушение функций нервной системы при воздействии шума связано со сдвигами обмена веществ в нервной ткани. Головной мозг – орган высокой физиологической активности – очень чувствителен к кислородному голоданию. При воздействии шума развивается гипоксия мозга, так как шум повышает тонус сосудов мозга, снижает кровенаполнение его тканей, что является следствием изменения состояния сосудодвигательного центра в ответ на шумовое раздражение. Вегетативные реакции, сопровождающиеся ухудшением кровообращения различных органов, нарушением сердечной деятельности, изменением артериального давления, особенно выражены при шумовом воздействии в 65-95 дБ.
Шум играет значительную роль в жизни человека, особенно в крупных городах. Доказано отрицательное воздействие шума на ЦНС, вегетативные реакции, артериальное давление, деятельность внутренних органов. Высокий уровень шума способствует повышению числа гипертензий и гипотензий, гастритов, язвенной болезни желудка – болезней желез внутренней секреции и обмена веществ, психозов, неврозов, болезней органов кровообращения. У лиц, проживающих в шумных районах, чаще выявляются церебральный атеросклероз, увеличенное содержание холестерина в крови, астенический синдром. Доля новорожденных с пониженной массой возрастает соответственно увеличению уровня шума.
При действии шума происходит уменьшение содержания сахара в крови до нижнего уровня нормы, что вызывает активизацию надпочечников и повышение концентрации адреналина в крови. Длительное воздействие шума угнетает функцию надпочечников, что приводит к резкой гипогликемии. Шум в 60 дБ, регистрируемый иногда на городских транспортных магистралях, снижает некоторые показатели иммунитета. Обнаружение ремостабильных аутоантител в низких концентрациях расценивается специалистами как компенсаторная реакция на действие неблагоприятных факторов среды. Такие аутоантитела относятся к разряду аутоагрессоров, и выраженное повышение их содержания при действии шума может способствовать формированию патологических процессов. Таким образом, воздействуя на кору больших полушарий головного мозга и центры вегетативной нервной системы, шум отрицательно влияет на различные органы и системы человека.
Человеческое ухо воспринимает как слышимые – звуки, лежащие в пределах от 20 до 20 000 гц. Звуковой диапазон принято подразделять на низкочастотный (20–400 гц), среднечастотный (400–1000 гц) и высокочастотный (свыше 1000 гц). Звуковые волны с частотой менее 20 гц называются инфразвуковыми, а с частотами более 20 000 гц – ультразвуковыми. Инфразвуковые и ультразвуковые колебания органами слуха человека не воспринимаются. Ультразвуковой диапазон частот делится на два поддиапазона – низкочастотный (20–100 кГц) и высокочастотный (100 кГц-1000 МГц). Ультразвуки весьма сильно поглощаются газами и во много раз слабее – жидкостями. Так, например, коэффициент поглощения ультразвука в воздухе приблизительно в 1000 раз больше, чем в воде. Ультразвуки применяются в промышленности для контрольно-измерительных целей (дефектоскопия, измерение толщины стенок трубопроводов и др.), а также для осуществления и интенсификации различных технологических процессов (очистка деталей, сварка, пайка, дробление и т.д.). Ультразвуки ускоряют протекание процессов диффузии, растворения и химических реакций. Инфразвук – это область акустических колебаний в диапазоне ниже 20 Гц. В производственных условиях инфразвук, как правило, сочетается с низкочастотным шумом, а в ряде случаев и с низкочастотной вибрацией. Источниками инфразвука в промышленности являются компрессоры, дизельные двигатели, вентиляторы, реактивные двигатели, транспортные средства и др. Характеристиками ультразвуковых и инфразвуковых колебаний, как и в случае звуковых волн, являются уровень интенсивности, уровень звукового давления и частота.
Как показали исследования, неслышимые звуки также могут оказать вредное воздействие на здоровье человека. Так, инфразвуки особое влияние оказывают на психическую сферу человека: поражаются все виды интеллектуальной деятельности, ухудшаются настроение, иногда появляется ощущение растерянности, тревоги, испуга, страха, а при высокой интенсивности – чувство слабости, как после сильного нервного потрясения. Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, в особенности, если они носят длительный характер. По мнению ученых, именно инфразвуками, неслышно проникающими сквозь самые толстые стены, вызываются многие нервные болезни жителей крупных городов. Особенно неблагоприятно воздействие на организм человека инфразвуковых колебаний с частотой 4-12 Гц.
Ультразвуки, занимающие заметное место в гамме производственных шумов, также оказывают негативное воздействие, особенно сильно – на клетки нервной системы. Вредное воздействие ультразвука на организм человека выражается в нарушении деятельности нервной системы, снижении болевой чувствительности, изменении сосудистого давления, а также состава и свойств крови. Ультразвук передается либо через воздушную среду, либо контактным путем через жидкую и твердую среду (действие на руки работающих). Контактный путь передачи ультразвука наиболее опасен для орга­низма человека.
Вибрация – это совокупность механических колебаний, простейшим видом которых являются гармонические. В ГОСТе 24346-80 вибрация определяется как движение точки или механической системы, при котором про­исходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты. Вибрацию вызывают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе различных машин и механизмов. Примером таких устройств могут служить ручные перфораторы, кривошипно-шатунные механизмы и другие, детали которых совершают возвратно-поступательные движения. Вибрацию также создают неуравновешенные вращающиеся механизмы (электродрели, ручные шлифовальные машины, металлообрабатывающие станки и т.д.), а также устройства, в которых движущиеся детали совершают ударные воздействия (зубчатые передачи, подшипники и т.д.). В промышленности также используются специальные вибрационные установки, в частности, при уплотнении бетонных смесей, при дроблении, измельчении и т.д.
Отдельной подсистемой в системе социогенных экологических факторов негативного воздействия можно выделить механические факторы: движущиеся машины и механизмы; различные транспортно-подъемные устройства; перемещаемые грузы; незащищенные подвижные детали производственного оборудования (приводные и передаточные механизмы, режущие инструменты, вращающиеся и перемещающиеся приспособления и др.); отлетающие частицы обрабатываемого материала и инструмента и т.д. Механические воздействия очень разнообразны: удары, уколы, разрезы, сдавления и растягивания тканей, сотрясения и т. д. В результате в организме возникают открытые и закрытые повреждения: раны, ушибы, вывихи, переломы, сотрясения и разрывы внутренних органов, нарушения целостности нервов и кровеносных сосудов, приводящие к параличам, кровотечениям и т. п. Тяжелые механические травмы вызывают не только местные изменения, но и общие расстройства в виде так называемого травматического шока.
Поражение электрическим током организма человека носит название электротравмы. На производстве число травм, вызванных электрическим током, относительно невелико и составляет 11-12% их общего числа, однако из всех случаев травм со смертельным исходом на долю электротравм приходится наибольшее количество (порядка 40%). До 80% всех случаев поражения электрическим током со смертельным исходом приходится на электроустановки напряжением до 1000 В (в первую очередь работающих под напряжением 220-380В). Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие. Первое заключается в нагреве и ожогах различных частей и участков тела человека, второе – в изменении состава (разложение) и свойств крови и других органических жидкостей. Биологическое действие электрического тока выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма и в нарушении протекания в нем различных внутренних биоэлектрических процессов. Примером таких нарушений может служить прекращение про­цесса дыхания и остановка сердца.
Электротравмы принято делить на общие (электрические удары) и местные, под которыми понимают четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Местные электротравмы – это электрические ожоги, электрические знаки на коже, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия. Более трети всех электротравм приходится на электрический удар.
Последствия действия тока на организм человека зависят от силы электрического тока (основной фактор), длительности его действия, рода и частоты тока, пути тока в теле человека и индивидуальных особенностей организма.
Источниками постоянных магнитных полей (ПМП) являются постоянные магниты, электромагниты, электролизные ванны (электролизеры), линии передачи постоянного тока, шинопроводы и др. электротехнические устройства, в которых используется постоянный ток. В последнее время новым источником ПМП является транспорт на магнитной подвеске.
Результаты исследований свидетельствуют о восприимчивости к биологическому действию ПМП практически всех физиологических систем организма человека. Было установлено, что ПМП увеличивает латентные периоды сенсорно-моторных реакций на звук и свет. Воздействие ПМП уменьшает количество эритроцитов в крови и гемоглобин. Изменения, вызванные ПМП в организме, отличаются полиморфностью и разнообразием, сочетающимися с различными сердечно-сосудистыми, эндокринными, обменными и эмбриогенными нарушениями.
Среди негативных социогенных факторов окружающей среды, отрицательно влияющих на здоровье горожан, все большую роль играют электромагнитные поля (ЭМП). Электромагнитные волны возникают при ускоренном движении электрических зарядов. Электромагнитные волны – это взаимосвязанное распространение в пространстве изменяющихся электрического и магнитного полей. Совокупность этих полей, неразрывно связанных друг с другом, называется электромагнитным полем. Несмотря на то, что длина электромагнитных волн и их свойства различны, все они, начиная от радиоволн и заканчивая гамма-излучением – одной физической природы. По мере убывания длины волны в диапазон включаются радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет (световые лучи), ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение.
Источниками электромагнитных полей являются атмосферное электричество, космические лучи, излучение солнца, а также искусственные источники: различные генераторы, трансформаторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров и др. На предприятиях источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), измерительные приборы, устройства защиты и автоматики, соединительные шины и др. В зависимости от длины волны электромагнитное излучение делят на ряд диапазонов.
Начиная от источника излучения всю область распространения электромагнитных волн принято условно разделять на три зоны: ближнюю, промежуточную и дальнюю. Радиус ближней зоны приблизительно составляет 1/6 волны от источника излучения, а дальняя зона начинается на расстоянии, равном примерно 6 длинам волн; промежуточная зона находится между ними.
Переменные электромагнитные поля способны оказывать негативное воздействие на организм человека, последствия которого зависят от напряженности электрического и магнитного полей, частоты излучения, плотности потока энергии, размера облучаемой поверхности тела человека и индивидуальных способностей его организма. Ткани человеческого организма поглощают энергию электромагнитного поля, в результате этого происходит нагрев тела человека (проводящие электрический ток ткани человеческого организма (жидкие составляющие тканей, кровь и т.д.) нагреваются в результате возникновения в них вихревых токов, а непроводящие, т.е. диэлектрики (хрящи, сухожилия и т.д.) – в результате возбуждаемых электромагнитный полем колебаний молекул диэлектрика с последующей их поляризацией, происходящих с выделением тепла). Интенсивнее всего электромагнитные поля воздействуют на органы и ткани с большим содержанием воды: мозг, желудок, желчный и мочевой пузырь, почки. При воздействии электромагнитного излучения на глаза человека возможно помутнение хрусталика (катаракта).
Воздействие электромагнитных полей нарушает функции сердечнососудистой системы, ухудшает обмен веществ, приводит к изменению состава крови, снижает биохимическую активность белковых молекул. При длительном воздействии на работающих электромагнитного излучения различной частоты возникают повышенная утомляемость, сонливость или нарушение сна, боли в области сердца, торможение рефлексов и т.д.
Произошедшие под действием электромагнитных полей нарушения в организме обратимы, если в нем не произошло патологических изменений. Для этого необходимо либо прекратить контакт с излучением, либо разработать мероприятия по защите от него. При воздействии на организм человека постоянных магнитных и электростатических полей с интенсивностью, превышающей безопасный уровень, могут развиться нарушения в деятельности сердечнососудистой системы, органов дыхания и пищеварения, возможно изменение состава крови и др.
Для защиты от электрических полей промышленной частоты, возникающих вдоль линий высоковольтных электропередач, необходимо увеличивать высоту подвеса проводов линий, уменьшать расстояние между ними, создавать санитарно-защитные зоны вдоль трассы ЛЭП на населенной территории. В этих зонах ограничивается длительность работ, а также заземляются машины и оборудование.
Основные источники радиоволн коротковолнового, ультракоротковолнового и сверхвысокочастотного диапазона (KB, УКВ, СВЧ) – коротковолновые передатчики, телецентры, радиолокаторы, сверхвысокочастотные и средневолновые передатчики. Предельно допустимые уровни облучения в диапазоне радиочастот определяются ГОСТом 12.1.006-84 «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля». В соответствии с этим нормативным документом установлена предельно допустимая напряженность электрического поля и предельно допустимая энергетическая нагрузка за рабочий день.
Считается, что ухудшение самочувствия под действием ЭМП является результатом влияния этих полей на электромагнитные процессы в организме, связанные с регуляцией физиологических функций.
Наиболее уязвима к таким воздействиям нервная система. Предполагается, что главенствующая роль в механизмах действия ЭМП принадлежит лимбическим структурам головного мозга и гипоталамусу. Возможно, действуя на экстеро- и интерорецепторы организма, электромагнитная энергия вызывает нервные импульсы, которые поступают в кору большого мозга, гипоталамус и спинной мозг. Гипоталамус, функционально связанный с гипофизом, вовлекает в процесс надпочечники, гормоны которых оказывают влияние на состав крови, работу внутренних органов и нервную систему. Импульсы, проходящие через спинной мозг и вегетативную нервную систему, достигают внутренних органов и влияют на их функциональное состояние.
Большой чувствительностью к действию электромагнитных полей обладает половая сфера: изменения в ней вызываются как прямым, так и опосредованным их воздействием. В первом случае половые железы поражаются непосредственно, во втором – их расстройство связано с неблагоприятным влиянием полей на нервную и эндокринную системы.
Действие полей на организм матери обусловливает рождение неполноценного потомства, отдаленные последствия действия ЭМП проявляются в нарушении генеративной функции в последующих поколениях. Электромагнитные поля KB- и УКВ-диапазона влияют на сердечно-сосудистую систему, что выражается в урежении пульса, незначительном расширении границ сердца, глухости сердечных тонов, ухудшении проводимости сердца и сосудистой гипотонии. Возможны два пути воздействия ЭМП на реакции сердечнососудистой системы: первый – непосредственно на узлы автоматии сердца, второй – через центральную нервную систему.
Особым видом электромагнитного излучения является лазерное излучение, которое генерируется в специальных устройствах, называемых оптическими квантовыми генераторами иди лазерами. Эти устройства широко применяются в различных областях науки и техники, в том числе для обработки различных материалов (получение отверстий, резка и т.д.), в медицине (проведение различных операций), в системах связи для передачи сигналов, по лазерному лучу, для измерения расстояний, для получения объемных изображений предметов и т.д.
Воздействие излучения лазера на организм человека до конца не изучено. При работе лазерных установок на организм человека могут воздействовать следующие опасные и вредные факторы: мощное световое излучение от ламп накачки, высокочастотные и сверхвысокочастотные электромагнитные поля, инфракрасное излучение, шум, возникающие при работе лазерных установок и др. Различают первичные и вторичные биологические эффекты, возникающие под действием лазерного излучения. Первичные изменения происходят в тканях человека непосредственно под действием излучения (ожоги, кровоизлияния и т.д.), а вторичные (побочные явления) вызываются различными нарушениями в человеческом организме, развившимися вследствие облучения.
Наиболее чувствителен к воздействию лазерного излучения глаз человека. Воздействие на него лазерного излучения может привести к ожогам сетчатки и даже к потере зрения. Опасно попадание лазерного луча и на кожу человека, в результате чего могут возникнуть ожоги различной степени тяжести, и даже обугливание кожи. Лазерные лучи высокой интенсивности могут вызвать не только повреждения кожи, но и поражение различных внутренних тканей и органов человека, что выражается в виде кровоизлияний, отеков, а также свертывания или распада крови. Нормирование лазерного излучения производят в соответствии с СН № 2392-81 «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров».
Ионизирующее излучение – это излучение с очень высокой энергией, способное выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием пар положительных и отрицательных ионов. Источники ионизирующего излучения – космические лучи и радиоактивные вещества. Несмотря на то, что последние, как и само ионизирующее излучение, широко используются в технике, химии, медицине, сельском хозяйстве и других областях, например, при измерении плотности почв, обнаружении течей в газопроводах, измерении толщины листов, труб и стержней, антистатической обработке тканей, полимеризации пластмасс, радиационной терапии злокачественных опухолей и др. представляют существенную угрозу здоровью и жизни и людей и относятся нами к негативным социогенным экологическим факторам.
Существуют два вида ионизирующих излучений:
• корпускулярное, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля (альфа- и бета-излучение и нейтронное излучение);
• электромагнитное (гамма-излучение и рентгеновское) с очень малой длиной волны.
Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия, обладающих большой скоростью. Они образуются при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. В настоящее время известно более 120 искусственных и естественных альфа-радиоактивных ядер.
Бета-изучение представляет собой поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. В настоящее время известно около 900 бета-радиоактивных изотопов. Масса бета-частиц в несколько десятков тысяч раз меньше массы альфа-частиц.
Нейтронное излучение представляет собой поток ядерных частиц, не имеющих электрического заряда. Масса нейтрона приблизительно в 4 раза меньше массы альфа-частиц. В зависимости от энергии различают медленные нейтроны, нейтроны промежуточных энергий и быстрые нейтроны. Нейтронное излучение обладает высокой проникающей способностью и представляет для человека наибольшую опасность из всех видов корпускулярного излучения.
Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение с высокой энергией и с малой длиной волны. Оно испускается при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Высокая энергия и малая длина волны обусловливает большую проникающую способность гамма-излучения. Гамма-лучи не отклоняются в электрических и магнитных полях. Это излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем альфа- и бета-излучение.
Рентгеновское излучение может быть получено в специальных рентгеновских трубах, в ускорителях электронов, в среде, окружающей источник бета-излучения и др. Рентгеновские лучи представляют собой один из видов электромагнитного излуче­ния. Рентгеновское излучение, как и гамма-излучение, обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.
Действие ионизирующих излучений на организм человека различно.
Альфа-частицы, проходя через вещество и сталкиваясь с атомами, ионизируют (заряжают) их, выбивая электроны. В редких случаях эти частицы поглощаются ядрами атомов, переводя их в состояние с большей энергией. Эта избыточная энергия способствует протеканию различных химических реакций, которые без облучения не идут или идут очень медленно. Альфа-излучение производит сильное действие на органические веще­ства, из которых состоит человеческий организм (жиры, белки, углеводы). На слизистых оболочках это излучение вызывает ожоги и другие воспалительные процессы.
Под действием бета-излучений происходит радиолиз (разложение) воды, содержащейся в биологических тканях, с образованием водорода, кислорода, пероксида водорода, заряженных частиц (ионов). Продукты разложения воды обладают окислительными свойствами и вызывают разрушение многих органических веществ, из которых состоят ткани челове­ческого организма.
Действие гамма- и рентгеновского излучений на биологические ткани обусловлено в основном образующимися свободными электронами. Нейтроны, проходя через вещество, производят в нем наиболее сильные изменения по сравнению с другими ионизирующими излучениями.
Таким образом, действие ионизирующих излучений сводится к изменению структуры или разрушению различных органических веществ (молекул), из которых состоит организм человека.
Различают внешнее и внутреннее облучение организма. Под внешним облучением понимают воздействие на организм ионизирующих излучений от внешних по отношению к нему источников. Внутреннее облучение осущест­вляется радиоактивными веществами, попавшими внутрь организма через дыхательные органы, желудочно-кишечный тракт или через кожные покровы. Источники внешнего излучения – космические лучи, естественные радиоактивные источники, находящиеся в атмосфере, воде, почве, продуктах питания и др., источники альфа-, бета-, гамма-, рентгеновского и нейтронного излучений, используемые в технике и медицине, ускорители за­ряженных частиц, ядерные реакторы (в том числе и аварии на ядерных реакторах) и ряд других.
Радиоактивные вещества, вызывающие внутреннее облучение организма, попадают в него при приеме пищи, курении, питье загрязненной воды. Поступление радиоактивных веществ в человеческий организм через кожу происходит в редких случаях (если кожа имеет повреждения или открытые раны). Внутреннее облучение организма длится до тех пор, пока радиоактивное вещество не распадется или не будет выведено из организма в результате процессов физиологического обмена. Внутреннее облучение опасно тем, что вызывает длительно незаживающие язвы различных органов и злокачественные опухоли.
Под действием ионизирующих излучений развивается хроническое или острое (лучевой ожог) поражение кожи. Хроническое поражение характеризуется сухостью кожи, появлением на ней трещин, изъязвлением и другими симптомами. При остром поражении возникают отеки, омертвление тканей, язвы, на месте образования которых возможно развитие злокачественных опухолей.
Под влиянием ионизирующих излучений у человека возникает лучевая болезнь. Опасно воздействие на организм человека и малых доз радиации, так как при этом могут произойти нарушение наследственной информации человеческого организма, возник­нуть мутации.
В России предельно допустимые уровни ионизирующего облучения и принципы радиационной безопасности регламентируются «Нормами радиационной безопасности» НРБ-76, «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений» ОСП 72-80.
Доза излучения – при которой на 1 г ткани поглощается 100 эрг энергии. Единица дозы излучения, которую получает человек, называется бэр (биологический эквивалент рентгена); 1 бэр равен 0,01 Дж/кг.
Таблица 1. Дозы излучения
В течение года человек в среднем получает дозу 0,1 бэр и, следовательно, за всю жизнь (в среднем 70 лет) 7 бэр.
Среди разнообразных радиоактивных веществ наиболее опасен плутоний, отличающийся очень медленным распадом.
В настоящее время компьютерная техника широко применяется во всех областях деятельности человека. При работе с компьютером человек подвергается воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов: электромагнитных полей (диапазон радиочастот: ВЧ, УВЧ, СВЧ), инфракрасного и ионизирующего излучений, шума и вибрации, статического электричества и др. Работа с компьютером характеризуется значительным умственным напряжением и нервно-эмоциональной нагрузкой операторов, высокой напряженностью зрительной работы и достаточно большой нагрузкой на мышцы рук при работе с клавиатурой ЭВМ.
В процессе работы с компьютером необходимо соблюдать правильный режим труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с проявлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезнен­ные ощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках.
Максимальный уровень рентгеновского излучения на рабочем месте оператора компьютера обычно не превышает 10 мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10-100 мВт/м². Большинство ученых считают, что как кратковременное, так и длительное воздействие всех видов излучения от экрана мони­тора не опасно для здоровья персонала, обслуживающего ком­пьютеры. Однако исчерпывающих данных относительно опасности воздействия излучения от мониторов на работающих с компьютерами не существует и исследования в этом направлении продолжаются.
Микроклимат производственных помещений – сочетание температуры, влажности, скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей. Длительное воздействие на человека неблагоприятных микроклиматических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям. Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару или профзаболеванию. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения. Влажность воздуха оказывает значительное влияние на терморегуляцию организма человека. Высокая относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м³ воздуха к их максимально возможному содержанию в этом же объеме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведет к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей работающего. Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно при низких.
Необходимо выделить комплекс социогенных факторов, объединяемых условным термином «жилая среда». Отметим некоторые из них.
Практически все блочные дома в той или иной степени отравлены фенолами. А каждый десятый московский дом страдает от переизбытка асбестовых конструкций, асбест же способствует развитию онкологических заболеваний.
Работающая газовая плита резко повышает концентрацию оксидов углерода и азота, уменьшая содержание кислорода в воздухе квартиры.
Швейцарские ученые Бланк и Хартель опубликовали работу, в которой утверждалось, что печи СВЧ для человека вредны. Вопрос этот изучен недостаточно хорошо, но меры предосторожности при пользовании печью СВЧ следует соблюдать, потому что непосредственное излучение СВЧ для человека, безусловно, вредно.
Отмечалось, что в небольших кухнях, где пользовались тефлоновой посудой, при отсутствии вентиляции погибали птицы, а на предприятиях, где изготавливается эта посуда, у рабочих наблюдались «гриппозные» симптомы – насморк, резь в глазах, головные боли.
В состав нитролаков и нитрокрасок входит ацетон, крайне вредный для человека. Несмотря на удобство использования из-за их быстрого высыхания, устойчивый запах сохраняется очень долго, а испарение вредных веществ практически не прекращается.
В квартирах, выходящих на крупные магистрали, высок уровень шума. О его негативном влиянии было сказано выше.
Потенциальную опасность представляют электрические бытовые приборы, в основном как источник поражения электротоком или короткого замыкания, приводящего к возгоранию.
Здесь же следует сказать о таком комплексном (социо-биотическом) факторе, как домашние животные, которые могут напасть на человека (хищники), вызывать аллергические реакции, быть источником кожных паразитов и т.д.
Существует теория о локальных зонах особого энергетического напряжения, отрицательно влияющих на здоровье, которые носят, по-видимому, природно-социогенный характер. Сон в таком месте характеризуется долгим засыпанием, усталостью и утомлением утром после пробуждения, тревожным состоянием, нервозностью, депрессией, тахикардией, судорогами в ногах.
Для жилища человека также справедливо сказанное выше о микроклимате производственных помещений.
Большую опасность представляют социогенные (техногенные, технологические) катастрофы (крупные аварии, повлекшие за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей и разрушение или уничтожение объектов и других мате­риальных ценностей в значительных размерах, а также приведшие к серьезному загрязнению окружающей среды), которые возникают вследствие нарушения технологического процесса или внезапного выхода из строя машин, механизмов и технических устройств во время их эксплуатации. К социогенным катастрофам относятся различные аварии на промышленных и энергетических объектах, а также на транспорте, растекание по поверхности почвы и воды токсичных жидкостей и нефтепродуктов и др. Среди наиболее опасных катастроф следует указать аварии на энергетических объектах, прежде всего на АЭС; далее следуют химические предприятия, выпускающие пестициды, гербициды, минеральные удобрения, пластмассы; транспортные аварии (при перевозке опасных гру­зов); нефтяные разливы при прорыве трубопроводов и др. Особое место в этом ряду занимает разрушение плотин. По своим последствиям они могут быть более опасными, чем аварии на АЭС. Следует, однако, подчеркнуть, что радиационные и химические поражающие факторы, возникающие при авариях на АЭС и химических предприятиях, обладают долгосрочным и, что особенно опасно, скрытым (латентным) воздействием на организм человека, а также оказывают негативное воздействие на здоровье будущих поколений.
Огромный вред здоровью человека наносит курение. Данные экспертов ВОЗ: смертность среди курящих сигареты приблизительно на 30-80% больше, чем среди некурящих. Курильщик не только сам вдыхает вредные вещества, но и загрязняет атмосферу, подвергает опасности других людей. Инфаркт миокарда среди курящих наблюдается в 2 раза чаще, чем среди некурящих, а внезапные смерти, вызванные сердечно-сосудистыми катастрофами – в 3 раза чаще; любители табака в 8-15 раз чаще страдают эмфиземой легких, в 3-5 раз – язвенной болезнью желудка, в 3-4 ра­за – расширением аорты и коронарным склерозом; у каж­дого седьмого курильщика – облитерирующий эндартериит.
В 11% случаев со злоупотреблением табаком связана импотенция мужчин.
По данным Всемирной организации здравоохранения, алкоголизм и связанные с ним болезни как причина смерти уступают лишь сердечно-сосудистым заболеваниям и раку. Статистическое обследование показало, что средний уровень смертности систематически пьющих почти в 2 раза выше, чем у непьющих. Злоупотребление алкоголем, по тем же данным, сокращает среднюю продолжительность жизни примерно на 17 лет.