Название: Экологические основы здоровья - (Траулько Е. В.)

Жанр: Экономика

Просмотров: 1458


2.2. физическое загрязнение окружающей среды

 

2.2.1. Основные группы факторов физической природы,

загрязняющие биосферу

 

К физическим факторам относятся все виды электромагнитных колебаний естественного или искусственного происхождения. Любой колебательный процесс характеризуется амплитудой и частотой. Известно, что чем короче длина волны (т. е. чем выше ее частота), тем более выражено ее биологическое действие, или, другими словами, агрессивность по отношению к любому биологическому объекту. Амплитуда колебаний определяет интенсивность воздействия.

Самым мощным естественным источником электромагнитных колебаний в природе является, конечно Солнце. Именно благодаря солнечной энергии происходят все биологические процессы на Земле. Вся биосфера и сама жизнь существует только за счет солнечной энергии. Диапазон длин волн солнечных излучений простирается от нескольких долей нм (гамма-излучение) до метровых радиоволн.

Глаз человека воспринимает дневной свет, окрашенный в белый цвет. Однако на самом деле белый цвет представляет собой сочетание семи разных цветов – красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового. Видимая окраска определяется длиной волны (и, следовательно, частотой колебаний). Красный цвет, имеет длину волны 760 нм, а фиолетовый – 380 нм.

Ультрафиолетовое излучение обладает выраженным эритемным действием, т. е. вызывает покраснение кожи человека с последующим образованием пигмента. Это не что иное, как защитная реакция организма от перегрева. Неумеренное пребывание на солнце может вызвать не только покраснение, но и образование пузырей, другими словами – ожог первой и второй степени. А это требует серьезного лечения. Таким образом, прямое воздействие ультрафиолетового излучения на живой организм далеко не безопасно. И жизнь в биосфере была бы невозможна, если бы в атмосфере на высоте 20–25 км от поверхности Земли не находился озоновый слой (озоносфера). Этот слой предохраняет живые организмы на Земле от вредного влияния коротковолновой ультрафиолетовой радиации Солнца (рис. 2).

 

Рис. 2. Защитный экран Земли

 

Естественные природные источники электромагнитных полей (ЭМП) можно разделить на две группы. К первой относятся постоянное электрическое поле и магнитное поле Земли, ко второй - радиоволны, генерируемые космическими источниками (Солнце, звезды), а также электрические процессы в атмосфере, например разряды молний. Диапазон частот колеблется в широких пределах.

Возникновение электрического поля Земли связано с наличием отрицательного заряда на ее поверхности. Его напряженность обычно находится в пределах от 100 до 500 В/м. Грозовые облака могут увеличить напряженность поля до сотен кВ/м. Люди неодинаково реагируют на ЭМП, так как обладают разной чувствительностью к ним. Одни совершенно не замечают магнитных бурь, другие, напротив, ощущают даже незначительные изменения электромагнитных полей. Человеческое тело также излучает электромагнитные поля с частотой свыше 300 гГц. При этом плотность потока мощности составляет величину, равную 0,003 Вт/м 2 . Площадь поверхности тела равна около 2 м 2 . Таким образом, общая излучаемая энергия равна 0,0054 Вт. Это вполне ощутимая величина.

Искусственными источниками электромагнитных излучений являются радиостанции, радиолокационные станции, высоковольтные линии электропередач и многие другие передающие технические средства. Они излучают энергию в очень широком диапазоне длин волн – от миллиметров до нескольких сотен метров. Распространение радиоволн зависит от мощности источника излучения и диапазона волн. Таким образом, электромагнитные излучения пронизывают все пространство биосферы и воздействуют на все живые организмы, в том числе, конечно, и на человека. Если в помещении, на улице или в чистом поле включить радиоприемник, то можно услышать вещание на различных диапазонах коротких, средних или длинных волн очень удаленных радиостанций. Из этого следует, что человек, где бы он ни находился, подвергается воздействию электро-магнитных излучений. Особенно сильное воздействие наблюдается вблизи источников излучений.

Выраженность биологического действия зависит от длины волны. Например, миллиметровые волны поглощаются на поверхности кожи, метровые и более длинные волны пронизывают тело человека насквозь. В первом случае воздействие происходит на уровне рецепторов кожи (клетки, воспринимающие внешние воздействия), во всех других – отражается на состоянии и деятельности целостного организма.

Опасность электромагнитных излучений для человека не столь значительна по сравнению с рентгеновским или радиоактивным излучением. Однако длительное электромагнитное излучение при достаточно высокой интенсивности (плотности потока мощности) может вызвать существенные изменения в деятельности организма и сказаться на состоянии здоровья.

В наш домашний быт интенсивно внедряются электронные средства связи, радиотелефоны, телевизоры, радиоаппаратура, персональные компьютеры, СВЧ-печи. На улице мы подвергаемся электромагнитному воздействию электротранспорта (трамвай, троллейбус, метро), различных линий электропередач, трансформаторных подстанций, излучающих радио- и телевизионных антенн. Все эти виды электромагнитных излучений оказывают постоянное (в дневное и в ночное время) воздействие на человека. Особенность этого воздействия заключается в том, что мы не можем его почувствовать, так как природа не создала соответствующих рецепторов (воспринимающих структур).

В зависимости от генерируемой частоты все известные источники можно разделить на две группы: излучающие ЭМП в диапазоне низких и сверхнизких частот от 0 Гц до 3 кГц  и в диапазоне радиочастот от 3 кГц до 300 ГГц, включая микроволновое излучение в диапазоне от 300 МГц до 300 гГц (радарные установки, микроволновые СВЧ - печи).

К первой группе относятся производство, передача и распределение электроэнергии (электростанции, высоковольтные линии электропередач, трансформаторные подстанции, радиорелейные линии связи и др.), бытовая электро- и электронная техника, электротранспорт (метро, троллейбус, трамвай, ж/д транспорт).

Вторая группа включает генераторы ЭМП в диапазоне дециметровых и метровых волн, радиотелефоны, спутниковую радиосвязь, навигационные приборы. К этой группе относятся многочисленная аппаратура, в которой используются импульсные магнитные поля, медицинские приборы для физиотерапии и т. д.

Россия по протяженности высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) занимает одно из первых мест в Европе. Их общая протяженность составляет внушительную цифру – более 4,5 млн км. Исследования показывают, что ЛЭП класса 35–1150 кВ (их протяженность более 600 тыс. км) представляют потенциальную опасность для населения.

Все виды современного электротранспорта являются достаточно мощным источником магнитного поля в широком диапазоне частот от 0 до 1000 Гц и излучаемой энергии (максимальное значение – 75 мкТл, среднее значение – в пределах 20 мкТл).

Современная домашняя аудио - и видеоаппаратура, холодильники, утюги, пылесосы, электропечи, телевизоры, персональные компьютеры также являются источником ЭМП промышленной частоты (ПЧ). Напряженность электрических полей в жилых помещениях может находиться на уровне 1–10 В/м 2.

По количеству передающих центров низких, средних и высоких частот Россия занимает далеко не последнее место в Европе. Одно только Министерство связи РФ имеет более 100 радиостанций. Телевизионные и радиопередающие станции расположены в пределах городской черты. Их антенны, как правило, находятся на высоте 110 м. От передатчика мощностью 1 МВт напряженность электрического поля может достичь 15 В/м 2 и более на относительном небольшом расстоянии.

Новые электронные технологии все более широко внедряются в нашу жизнь. К их числу, в частности, относится сотовая (мобильная) телефонная связь. Базовые станции расположены на расстоянии от 1 до 15 км друг от друга, образуя своеобразные «соты». Сотовая связь, как паутина, охватывает территорию многих областей России. Эти станции вносят свой вклад в общую напряженность ЭМП в биосфере. Поэтому требуется постоянный гигиенический контроль за состоянием электромагнитной напряженности.

Особое значение в последние годы приобретает проблема сотовых (мобильных) телефонов. В настоящее время в России насчитывается более 1млн их пользователей. Мощность мобильных телефонов составляет сравнительно небольшую величину – от 0,2 до 7 Вт. Выходная мощность зависит от частоты генерации: чем выше частота излучения, тем меньше выходная мощность.

В нашей стране получили распространение несколько типов мобильной связи, использующих разные частоты. Однако наибольшее распространение получила частота 27 МГц. Мобильные телефоны – это, по существу, ручные радиостанции очень маленького размера. Мощность их излучающих устройств (генераторов) может доходить до десятков и даже сотен В/м на расстоянии 3 см от антенны. Поскольку во время разговора антенна находится на очень близком расстоянии от головного мозга (в пределах 5–10 см), напряжение ЭМП может достичь величины сопоставимой, с биологическим действием.

Антенны системы спутниковой связи могут излучать довольно интенсивный поток электромагнитной энергии в направлении оси главного луча. Ее напряженность определяется в несколько сотен Вт на 1 м 2 вблизи антенны и десятки ватт на значительном расстоянии. И это значение может быть выше предельно допустимых величин, что небезопасно для здоровья.

Подпись:  
Рис. 3


Радиолокационное оборудование военных и гражданских аэропортов кругового обзора и определенного сектора также является мощным источником ЭМП в диапазоне от 500 до 15 ГГц. Так, например на расстоянии около 100 м плотность потока мощности составляет величину 0,5 Вт на 1 м 2. Аэропорты различного назначения обычно находятся за пределами города. И это не создает опасности для пассажиров или для населения прилегающих территорий. Другое дело, когда аэропорт находится в черте города. В таком случае существует вполне реальная опасность для здоровья живущих поблизости горожан.

Постоянно расширяется компьютеризация профессиональной деятельности. Растет число ПЭВМ и дома. Это, безусловно, положительная тенденция, которой невозможно воспрепятствовать. Однако надо признать, что работа на компьютере в течение длительного времени может вызвать негативные последствия для здоровья человека. Дело в том, что мониторы являются источником электромагнитного излучения в очень широком диапазоне частот. Проведенные исследования показали, что только шестая часть компьютеров не требовала защиты, 95 \% мониторов частично или полностью не отвечали международным стандартам безопасности. Правда, в последние годы ситуация улучшилась. Современные мониторы обладают достаточной степенью защиты. Однако и в этом случае следует строго выполнять режим работы за компьютером (см. приложение).

Современные электронные технологии все шире внедряются в бытовую сферу. В последние годы количество микроволновых печей (СВЧ-печей) постоянно возрастает. Опасность представляет использование микроволновых генераторов (магнетронов), работающих в СВЧ-диапазоне на частоте 2,45 ГГц. На расстоянии 0,05 м от микроволновой печи плотность потока мощности, как правило, не превышает 10 Вт/м 2 , что отвечает гигиеническим нормативам. При этом надо учитывать, что плотность потока мощности падает обратно пропорционально квадрату расстояния, т.е. прослеживается потенциальная зависимость. Как правило, так называемое паразитное излучение возникает из-за зазоров между корпусом и дверцей СВЧ – печи. Поэтому надо следить за ее техническим состоянием.

Биологическое действие ЭМП проявляется в нарушении деятельности нервной и эндокринной систем, защитных реакций организма, снижении потенции, в результате чего нарушается детородная функция. Все наблюдаемые изменения в состоянии организма можно квалифицировать как радиоволновую болезнь. Она проявляется в астенической, астено-вегетативной и гипоталамической формах.

В 1960-1980 гг. были опубликованы работы, в которых показано отрицательное влияние ЭМП на нервную систему. Обнаружилось также влияние на иммунную систему: снижение фагоцитарной активности нейтрофилов, изменения комплементарной активности сыворотки крови, нарушение белкового обмена, угнетение Т-лимфоцитов. От сильных полей страдают эндокринная система, нарушаются нейрогуморальная реакция, половая функция мужчин и женщин, ухудшается развитие эмбриона плода (увеличивается вероятность развития врожденных уродств).

В разработанной под эгидой Всемирной организации здравоохранения международной программе по защите от действия ЭМП приводится точка зрения, что заболевания раком, изменения в поведении, ухудшение памяти, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, синдром внезапной остановки сердца у грудных детей являются следствием воздействия ЭМП. В конце 1995 г. было опубликовано 14 работ по исследованию возможного развития рака молочной железы у лиц, имеющих контакт с ЭМП в производственных условиях или в быту. В Варшаве проводилось исследование, которое показало, что у лиц, облучавшихся ЭМП, вероятность развития рака лимфатической системы и кроветворных органов была больше в 6,7 раза, рака щитовидной железы –

в 4,3 раза.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Охарактеризуйте факторы физической природы, воздействующие на организм человека.

2. Опишите воздействие ультрафиолетового излучения на человека.

3. Перечислите естественные и искусственные источники ЭМП.

4. Почему человек не чувствует воздействия ЭМП?

5. Перечислите требования к организации режима работы и рабочего места  за ПЭВМ.

6. В чем заключается опасность СВЧ - печей для человека.

7. Опишите воздействие ЭМП разной частоты на организм человека?

 

Тупицына Л. Как не устать за компьютером // ОБЖ. – 2000. – № 5. – С. 58–60.

 

2.2.2. Радиоактивное заражение и его источники

 

В последние годы наблюдается быстрое распространение радиоактивного загрязнения.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение одного химического элемента в другой, сопровождающееся изучением энергии в виде  и g-лучей.

Радионуклиды (радиоактивные нуклиды) – это ядра неустойчивых химических элементов, испускающие заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения. Эти частицы и излучения, попадая в организм человека, разрушают клетки, вызывая различные заболевания. Радиоактивное загрязнение происходит в результате распространения радионуклидов и излучения ими радиоактивной энергии. К радиоактивным элементам относятся уран, торий, стронций, радон и др. Особую опасность для жизни представляют стронций, йод и цезий, а также плутоний, излучение которого нельзя зафиксировать приборами, а по силе воздействия он в 33 тыс. раз опаснее цезия. Из отходов атомной энергетики наиболее распространены криптон и тритий. Величину содержания радиоактивных веществ (РВ) определяют счетчиками Гейгера, радиометрами и другими методами. В окружающей среде (в воздухе, воде, пище, строительных материалах) повсеместно находится некоторое количество РВ в рассеянном (т. е. малом) количестве. Источниками природного радиоактивного загрязнения служат горные породы и газы, космические лучи. Это содержание РВ в природной среде называется фоновым, или естественным фоном. Оно изменяется в зависимости от интенсивности излучения Солнца и близости месторождения РВ, а также от высоты над уровнем моря. В определенных пределах радиоактивный фон играет положительную роль в процессе эволюции растительного и животного мира.

Поступление РВ в окружающую среду в результате антропогенного воздействия называется радиоактивным загрязнением (РЗ).

Источниками РЗ являются разработки радиоактивных руд, производство РВ, испытания атомного оружия, поступление радиоактивных отходов, утечки и аварии на атомных реакторах и при транспортировке, загрязненные строительные материалы, медицинские препараты, зола и дым каменного угля, примеси фосфорных удобрений и др. На месторождениях урана (пос. Болей Читинской области и др.) «пустая» порода использовалась на строительстве дорог и домов, в результате чего этот район стал зоной экологического бедствия. Угольные шахты, как правило, имеют повышенный радиоактивный уровень. Граниты Токовского месторождения (Украина), применявшиеся при использовании на строительстве московского метро и скульптур ВДНХ, содержат повышенное количество радиоактивных элементов. Попадая в атмосферу и водоемы, РВ поглощаются растениями и животными и концентрируются в организме человека, вызывая онкологические заболевания, передаваемые по наследству. Стронций накапливается в костях и зубах, цезий – в мышечной ткани, йод – в щитовидной железе, криптон – в жировых тканях. Годовая доза радиации складывается из облучения естественными источниками (200 Мбэр), в процессе рентгенодиагностики (100 Мбэр) и техногенного облучения (300 Мбэр).

Из природных источников радиации наиболее опасен радон, дающий 3/4 годовой дозы облучения. Основную часть дозы радонового облучения можно получить в закрытых непроветриваемых помещениях, где концентрируется этот газ. Накопление естественной радиации происходит в пониженных плохо проветриваемых участках, болотистых местах, углях, многолетних льдах, горах. В начальной стадии заражения в лесах отмечается более низкий уровень радиации, но затем он усиливается за счет накопления растениями. «Горячими» точками планеты считаются участки территорий Индии и Бразилии, Ирана, Франции, Нигерии, Мадагаскара, Украины, Читинской обл. (пос. Болей), где радиоактивный уровень превышает фоновое значение до 1 тыс. раз. Фоновое значение радиации здесь составляет 8–12 микрорентген/час. Техногенное облучение складывается из выбросов при испытании атомного оружия, работы ТЭС (на угле), атомной энергетики, использовании бытового газа, цветного телевизора.

 

АЭС и радиоактивное загрязнение

 

При нормальной работе АЭС интенсивность радиоактивного загрязнения вдвое меньше, чем вблизи с ТЭС. Однако российские АЭС не отвечают мировым стандартам безопасности. Радиоактивное загрязнение происходит не только в результате аварий, но и в процессе работы АЭС. Радионуклиды проникают через стенки и микротрещины в теплоноситель (воду). Газообразные радиоактивные отходы выбрасываются в высотную трубу (до 300 м). Отработанное топливо частично используется в военной технике, но основная часть отходов представляет собой большую угрозу для биосферы. Жидкие отходы отверждаются и хранятся в саркофагах (в море или земле). Чернобыльская катастрофа нанесла огромный экологический и экономический ущерб на многие годы (в 40 млрд. рублей). Радиоактивное облако обогнуло всю Землю. На территории радиоактивного загрязнения в бассейне рек Припяти и Днепра проживает 40 млн. человек, подвергавшихся радиоактивному облучению.

Для предотвращения и уменьшения радиоактивного загрязнения при размещении АЭС необходимо соблюдать следующие условия:

1) строить АЭС вдали от больших городов;

2) не размещать АЭС в сейсмически активных зонах;

3) строить АЭС вдали от водоемов;

4) учитывать метеорологические условия, направление воздушного переноса;

5) размещать АЭС в равнинной местности с минимальным поверхностным смывом;

6) учитывать развитие карстовых явлений в районе АЭС;

7) создать надежную службу контроля за работой АЭС и радиоактивной обстановкой района, а также обеспечить АЭС высококвалифицированными кадрами.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Что такое «радиоактивность»?

2. Перечислите источники радиоактивного загрязнения.

3. Перечислите меры по уменьшению опасности радиоактивного загрязнения.

 

Кузнецов В. Органы чувств человека и агрессивность городской среды // ОБЖ. – 2000. – № 5. – С. 49–51.