собой сложную систему, состоящую из множества подсистем, реагирующих весьма сложно на изменения внутренних и внешних раздражителей. Многочисленными исследованиями доказано, что основным носителем информации как внутри биологического объекта, так и между ними, в том числе и между людьми, является электромагнитное излучение. При этом циркуляция огромного потока информации в процессе жизнедеятельности человека возможна только при использовании сигналов малой мощности. Затраты энергии на формирование этих сигналов определяются энергетическими возможностями человека. По оценкам специалистов, суммарная мощность информационных сигналов не превышает 1–10 мВт или 10-3…10-4 тепловой мощности, излучаемой организмом, а мощность КВЧ излучения клетки составляет Ркл=10-23 Вт. Это привело к открытию отечественными и зарубежными учеными эффекта сверхмалых доз. Уровень биологической организации, на которой обнаружено действие сверхмалых доз, весьма разнообразен – от макромолекул, клеток, органов, тканей до животных, растительных организмов и целых популяций.

10.3. Ультрафиолетовая радиация, воздействие на организм

Ультрафиолетовым (УФИ) называется электромагнитное излучение в оптической области, примыкающее со стороны коротких волн к видимому свету и имеющее длины волн в диапазоне 200…400 нм.

Естественным источником УФИ является Солнце. Искусственными источниками УФИ являются газоразрядные источники света, электрические дуги, лазеры и др. Энергетической характеристикой УФИ является плотность потока мощности, выражаемой в ВТ/м2.

Ультрафиолетовое излучение Солнца принято делить в зависимости от длины волны на три диапазона. Диапазон А включает УФ-излучение с длинами волн меньше 400 нм и больше 320 нм. Диапазон В находится в пределах 280– 320 нм, а диапазон С включает излучение с длинами волн от 200 до 280 нм.

Ультрафиолетовое излучение в диапазоне А озоном не поглощается. Если облучение лучами данного диапазона сопровождается действием определенных химических веществ, то оно становится вредным для здоровья людей.

УФ-лучи диапазона С – самые коротковолновые, но не менее опасны, чем рентгеновские. Если бы они проходили сквозь атмосферу Земли, то поглощались бы в верхнем слое кожи, буквально сжигая его. Однако УФ-С лучи полностью рассеиваются атмосферой Земли.

УФ-лучи диапазона В – самые опасные. Они в тысячу раз более канцерогенны, чем лучи диапазона А, но их отфильтровывает озоновый слой атмосферы Земли.

В небольших дозах УФ радиация Солнца благоприятно сказывается на здоровье человека и животных. Это связано с распадом белков кожного покрова, в результате которого выделяются вещества, обладающие защитным действием. Результаты медицинского обследования показали, что в северных районах России в результате недостаточного УФ облучения заболеваемость

101

детей пневмонией в два раза, а рахитом – в 2,5 – 3,0 раза выше, чем в южных районах.

Кроме того, УФ облучение способствует выработке в организме человека, животных и птиц витамина D3, регулирующего процесс кальциевого обмена.

Совершенно противоположное действие оказывает УФ облучение в повышенных или больших дозах. Под их влиянием происходит распад важнейших элементов клеток. В клетке возникают вещества, блокирующие процессы воспроизводства ДНК и синтеза РНК.

Давно известно, что существует прямая зависимость между частотой заболевания опухолями кожи и дозой ультрафиолетовых лучей диапазона В, полученной от Солнца. По заключению комиссии экспертов ООН, ослабление озонового щита на 10% вызывает, если брать человечество в целом, увеличение случаев рака кожи на 26%. Механизм развития раковых заболеваний можно объяснить следующим: УФ-лучи диапазона В повреждают ДНК, разрывая водородные связи между атомами, либо создавая лишние мостики между элементами двойной спирали. В каждой клетке имеются механизмы для ремонта повреждений ДНК, и в большинстве случаев они справляются со своей задачей, но сами эти механизмы генетически запрограммированы и тоже связаны с ДНК. Если квант излучения попал в ген ремонта ДНК, механизм выводится из строя.

В атмосфере Земли содержится очень мало озона, однако он создал в оболочке Земли такие условия, благодаря которым на нашей планете зародилась и продолжает развиваться жизнь.

Озон (О3) – это второе относительно устойчивое соединение, которое наряду с обычной формой О2 может образовывать кислород. Озон появился на Земле, как только в атмосфере начал появляться кислород. Благодаря поглощению коротковолнового ультрафиолетового излучения он сразу же стал защитой живого на поверхности Земли. Стал возможным переход живых организмов из водной среды на поверхность Земли, и появление земноводных, а затем животных и человека.

Весь спектр поглощнения озона от 230 до 300 нм представляет биологически активную область. Как известно, нуклеиновые кислоты поглащают γ-лучи примерно в том же диапазоне 240-300 нм, причем, нуклеиновая кислота покрыта еще оболочкой из белка, который имеет полосу поглощения 250-400 нм. Таким образом, нуклеиновая кислота защищена от губительного действия солнечной радиации, вызывающей мутации и гибель клетки.

На суше и в атмосфере смертельная угроза человечеству исходит от всеобщего истощения стратосферного озонового слоя. Это единственный своего рода тонкий экран, составляющий при атмосферном давлении всего лишь 2,0 – 2,5 миллиметра, который защищает людей и всю живую природу от жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучений солнечного спектра.

Запуск десятков тысяч мощных ракет, ежедневные полеты реактивных

102

самолетов в высоких слоях атмосферы, испытания атмосферного и термоядерного оружия, ежегодное уничтожение природного озонатора – миллионов гектаров леса – пожарами и хищнической вырубкой, массовое применение фреонов в технике, парфюмерной промышленности и бытовой химии – это главные факторы, разрушающие озоновый экран Земли.

В последние годы над Северным и Южным полюсами Земли возникли «озоновые дыры» (области пониженной концентрации озона), по площади превышающие 10 млн. кв. километров. Появились громадные «озоновые дыры» над многими регионами Европы, России и других стран. Разрушение озонового экрана Земли сопровождается рядом опасных явных и скрытых негативных воздействий на человека и живую природу. Выясняется, например, что жесткое УФ-излучение практически ничем не отличается от мягкого рентгеновского излучения, кроме как своими наименованиями.

Специалисты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) озабочены снижением уровня стратосферного озона, так как это приводит к возрастанию УФ-облучения населения планеты. Программа ООН по окружающей среде

(United Nations Environmental Programm) позволила ежегодно фиксировать в мире более 2 млн. случаев кожных раковых опухолей и около 200 тыс. меланомных раков кожи. Расчеты показали, что снижение содержания озона в стратосфере на 10% вызовет дополнительное появление в мире 300 тыс. больных с немеланомными видами рака кожи и 4,5 тыс. с меланомными.

Около 16 млн. человек в мире теряют зрение из-за развития катаракты и 20 % из них – под воздействием УФ-лучей. Эксперты предполагают, что число катаракт, вызванных солнечными УФ-лучами, увеличится на 0,5 % при падении количества озона в атмосферу на 1 % .

Особо пристальное внимание к состаянию озоновой оболочки Земли возникло, пожалуй, лишь в последние десятилетия – после того, как в 1987 г. была обнаружена самая большая за все время наблюдений «озоновая дыра» над Антарктидой. Содержание озона в атмосфере здесь сократилось по сравнению с предыдущими годами на 15 % вблизи поверхности Земли и на 50 % на высоте 18 км, где собственно и расположена озоносфера (слой воздуха, насыщенный озоном, на высоте от 10 до 50 км с максимумом концентрации О3 на высоте ~ 20 км). Действительно, из-за озоновой дыры, расположенной над Антарктидой, уровни УФ-радиации здесь выше, чем на других материках.

10.4. Гигиенические аспекты тепловой радиации

Инфракрасные излучения (ИКИ) вместе с видимыми и ультрафиолетовыми (УФ), входят в оптический диапазон и представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны (λ) от 0,76 мкм. Различают ближний, ИК-А спектр, с λ=0,76 – 1,4 мкм, средневолновой (ИК-В; λ=1,4 – 3 мкм) и дальний спектр (ИК- С; λ свыше 3 мкм). В гигиене окружающей среды труда практическое значение имеет ИКИ с длиной волны 0,76 – 10,0 мкм.

Источником ИК лучей является нагретое тело, и чем выше его температура, тем короче длина волны и выше энергия его электромагнитного

103

поля. ИКИ в однородной среде распространяются по прямой линии и при взаимодействии с телами они могут поглащаться, отражаться, преломляться и т.д.. Проходя через воздух, ИК лучи поглотившись твердыми телами или поверхностями, вызывают их нагрев.

Биологический эффект ИКИ проявляется при поглощении тканями организма падающей на них энергии, а ее количество определяется интенсивностью потока, величиной облучаемой поверхности, временем облучения, длиной волны. При воздействии повышенных уровней ИКИ на организм работающих у них происходит теплонакопление, учащается сердцебиение, ухудшается самочувствие, возникает опасность теплового удара и другие острые симптомы. Длительное воздействие ИКИ больших интенсивностей может способствовать повышению уровня общих заболеваний, более тяжелому их протеканию. Так среди рабочих литейных цехов до 20 % всех заболеваний сердечно-сосудистой системы (в основном вегето-сосудистые дистании, артериальная гипертензия), связано с влиянием повышенной температуры, избыточного теплового облучения. ИКИ обладает и специфическим влиянием на отдельные ткани, являясь одной из причин развития конъюнктивита, катаракты, эритем и ожогов кожи. Эти нарушения чаще обратимы и предупреждаются соблюдением техники безопасности, а также защитной реакцией глаз на влияние как тепловой энергии, так и светового потока, который характерен для многих источников интенсивного ИК излучения.

Для комплексного исследования ИКИ проводились замеры его в горячих цехах, условия труда в которых определяет нагревающих микроклимат, и составляющим компонентом которого является тепловое, инфракрасное (ИК) излучение. Исследования показали, что ИКИ является самостоятельным фактором производственной среды, оказывающим непостредственное воздействие на работающих при многих процессах, в том числе термообработке, стекловарении, сварочных работах, обслуживании объектов теплоэнергетики, использовании различных ртутно-кварцевых источников тепла и света, в здравоохранении. Так в термическом производстве при загрузке, выгрузка деталей параметры ИКИ составляли, в зависимости от температуры металла, расстояния до источника от 1360 до 4700 Вт/м2, а при закрытых печах – от 70 до 520 Вт/м2. На рабочих местах кузнецов при ковке металла уровень ИКИ составлял от 500 до 1240 Вт/м2, при выемке деталей из печей более 2000 Вт/м2.

Близкими оказались величины ИКИ в литейном производстве: розлив металла в наливной ковш – 2400-3600 Вт/м2, снятие шклака – 540-1390 Вт/м2; превышение ПДУ отмечалось и на рабочем месте машиниста крана – 155 Вт/м2.

Пояльщики подвергаются воздействию ИКИ как во время непосредственной пайки, так и от остывающего, складируемого в тару металла. Параметры ИКИ составляли 280 – 410 Вт/м2 на уровне корпуса тела и 800 – 900

– на уровне рук работающих.

Мощный поток инфракрасного излучения формируется при резке и сварке

104

металла – это электрическая дуга, пламя факела горелки, а также нагретый металл. Параметры теплового излучения составляли при дуговой сварке 330 – 610 Вт/м2, они зависили, от расстояния до источника, размеров свариваемых деталей. При автоматической и полуавтоматической сварке, а также в среде аргона и других защитных газов параметры теплового излучения были ниже.

Кроме указанных производств, ИК излучение, с уровнями, превышающими допустимые значения, определяется на предприятиях теплоэнергии, в производстве стеклянных изделий, стройматериалов и других. Измеренные на разных рабочих местах параметры ИКИ различались между собой, в заивисмости от рабочих мест, на один два порядка с учетом температуры излучателя, расстояния до него и других условий выполнения трудового процесса.

Гигиенические нормы излучения ИК-диапазона для производственных помещений, рабочих мест определены «Санитарными нормами микроклимата производственных помещений». Они устанавливают ПДУ в зависимости от размеров облучаемой поверхности, времени облучения, типа источника (открытое пламя, раскаленный металл, стекломасса или нагретые поверхности).

Таким образом, инфракрасное, тепловое излучение является значимым фактором условий труда и в ряде производственных процессов его параметры превышают санитарные нормы. Высокая частота жалоб и обращений за медицинской помощью работающих в условиях профессионального ИКоблучения требует контроля за состоянием этого фактора, разработки мер по снижению влияния данного излучения на лиц, подвергающихся его воздействию.

Отсутствие специальных нормативных документов по нормированию теплового излучения, методикам измерения и гигиенической оценки различных источников теплового излучения, включая промышленно-бытовые, требуют принятия мер по глубокому изучению данной проблемы, направленному, на обоснование мер профилактики.

Контрольные вопросы:

1.Источники формирования неионизирующих излучений, воздействие на организм.

2.Характеристика излучений сотовых радиотелефонов, воздействие на организм.

3.Излучения видеотерминалов, охрана здоровья занятых на компьютерах.

4.Электромагнитные поля токов промышленной частоты, воздействие на организм.

5.Ультрафиолетовая радиация, источники и последствия воздействия на организм.

6.Тепловая радиация, источники и последствия воздействия на организм.

105