Источники воздействия ионизирующих излучений на человека.
Радиационное воздействие на человека обусловлено:
• естественным радиационным фоном (ЕРФ) от источников космического и земного происхождения:
• техногенно измененным естественным радиационным фоном (ТИЕРФ) от природных источников, претерпевших изменения в результате деятельности человека;
• искусственным радиационным фоном (ИРФ) от продуктов ядерного деления, образовавшихся при ядерных взрывах, выбросов и отходов ядерной энергетики и промышленности;
• медицинским облучением;
• широким использованием ИИ в промышленности, сельском хозяйстве, науке, медицине и других отраслях хозяйства:
• облучением при радиационных авариях.
Естественный радиационный фон. Облучение от ЕРФ подразделяется на внешнее внеземного происхождения (космическое излучение - частицы, захваченные магнитным полем Земли: галактические космические лучи; корпускулярное излучение Солнца), земного происхождения (радионуклиды, присутствующие в земной коре, воздухе, воде), радионуклиды, содержащиеся в организме человека.
Природные источники дают суммарную годовую дозу примерно 200 мбэр (космос - до 30 мбэр, почва - до 38 мбэр, радиоактивные элементы в тканях человека - до 37 мбэр, газ радон - до 80 мбэр и др. источники).
Искусственные источникидобавляют ежегодную эквивалентную дозу облучения примерно в 150-200 мбэр (медицинские приборы и исследования - 100-150 мбэр (табл.13), просмотр телевизора -1-3 мбэр, ТЭЦ на угле - до 6 мбэр, последствия испытаний ядерного оружия - до 3 мбэр, и др.).
|
|
|
Таблица 13
Ориентировочные значения поглощенной дозы
при некоторых медицинских процедурах
| Медицинская процедура | Доза, сЗв |
| Флюорография легких | 2 |
| Рентгеновский снимок зубов (ортопантография) | 5 |
| Рентгеноскопия органов грудной полости | 10 |
| Рентгеноскопия органов брюшной полости | 15 |
| Лечение злокачественных опухолей | до 5000 |
Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) предельно допустимая (безопасная) эквивалентная дозаоблучения для жителя планеты определена в 35 бэр, при условии ее равномерного накопления в течение 70 лет жизни.
Биологическое действие ИИ. Стохастические и нестохастические эффекты облучения. Ученым хорошо известен так называемый радиобиологический парадокс, который заключается в несоответствии количества энергии ионизирующего излучения поглощенного живым объектом, тем эффектам, которые в нем развиваются. Несоответствие состоит в том, что летальный исход биологического объекта наступает от ничтожно малого количества поглощенной энергии ИИ. Известно, что облучение в дозе около 10 Гр убивает многих млекопитающих (например, летучих мышей, крыс, сусликов и др.). Эта доза по суммарной энергии, поглощенной тканями организма при облучении, представляет собой ничтожно малую величину. Если условно перевести энергию 10 Гр (а смертельный исход у человека наступает при однократном общем облучении в дозе от 4-6 Гр) в тепловую, то окажется, что организм человека нагреется лишь на 0,001 С°.
|
|
|
Когда определили, какой же относительный объем атомов вещества подвергается ионизации при воздействии излучения, то опять поражает воображение его ничтожные величины по сравнению с вызываемым летальным исходом. Подсчитано, что если облучение вызывает гибель организма, начальной ионизации в нем подвергается всего одна молекула на 10 миллионов неизмененных.
Таким образом, вполне очевидно, что непосредственная прямая ионизация живого вещества, без учета вторичных эффектов, не может объяснить причину столь сильного повреждающего действия радиации.
Радиационное поражение клетки протекает в несколько стадий (табл.14).
Таблица 14
Основные стадии в действии ионизирующих излучений
На биологические системы
| Стадия | Процессы | Продолжительность |
| Физическая | Поглощение энергии излучения; образование ионизированных и возбужденных атомов и молекул | 10-16–10-15 с |
| Физико-химическая | Перераспределение поглощенной энергии внутри молекул и между ними, образование свободных радикалов | 10-14–10-11 с |
| Химическая | Реакции между свободными радикалами и между ними и интактными молекулами. Образование широкого спектра молекул с измененными структурой и функциональными свойствами. | 10-6–10-3 с |
| Биологическая | Последовательное развитие поражения на всех уровнях биологической организации: от субклеточного до организменного; развитие процессов биологического усиления и репарационных процессов | Секунды - годы |
Процессы развивающиеся на физической, физико-химической и химической стадиях в действии ионизирующих излучений могут в равной мере осуществляться как в живых, так и в неживых системах. В живых структурах возникшие повреждения служат лишь основой для развития вторичных радиобиологических процессов, последовательно осуществляющихся на всех уровнях биологической организации, начиная с субклеточного, завершая организменным. Эти процессы и представляют собой содержание биологической стадии в действии излучений.
|
|
|
Повреждение и гибель клеток, нарушение их пролиферации лежат в основе лучевого поражения тканей, органов, организма в целом. Универсальными реакциями на воздействие ионизирующего излучения для элементов обновляющихся клеточных популяций являются:
|
|
|
– временная остановка деления всех клеток вне зависимости от того, какая из них выживет впоследствии;
– гибель молодых, малодифференцированных и делящихся клеток;
– минимальные изменения продолжительности процесса клеточного созревания, а также времени жизни большинства дифференцированных клеток и скорости их поступления в окончательное место функционирования: например, для эритроцитов – периферическая кровь, для лейкоцитов – ткани.
Эффект воздействия облучения на живые клетки наиболее часто оценивается по способности вызывать их гибель. Различают две основные формы гибели клеток: репродуктивную (митотическую, постмитотическую), связанную с процессом клеточного деления, и интерфазную – не зависящую от фаз клеточного цикла, и наблюдаемую как в делящихся, так и в неделящихся клетках. Отдельно выделяют нелетальные повреждения генома.
Основной ячейкой, в которой разыгрываются процессы, приводящие к лучевому поражению организма, является клетка. В зависимости от глубины и характера первичного повреждения биомолекул, от развития процессов биологического усиления и репарационных процессов, от особенностей метаболизма возможны различные варианты исхода лучевого поражения клетки. Крайними вариантами являются, с одной стороны, гибель клетки по интерфазному или репродуктивному типу, и, с другой стороны, полная репарация возникших повреждений и сохранение жизнеспособности при восстановлении всех свойственных необлученной клетке функций. Возможны и промежуточные варианты, связанные с возникновением долгоживущих повреждений в различных структурах клетки. Они могут проявиться как нарушениями функций клетки, так и передающимися по наследству генетическими нарушениями.
К основным особенностям биологического действия ионизирующего излучения относятся:
Ø отсутствие субъективных ощущений и объективных изменений в момент контакта с излучением;
Ø наличие скрытого периода действия;
Ø несоответствие между тяжестью острой лучевой болезни и ничтожным количеством первично пораженных клеток;
Ø суммирование малых доз;
Ø генетический эффект (действие на потомство);
Ø различная радиочувствительность органов (наиболее чувствительна, хотя и менее радиопоражаема, нервная система, затем органы живота, таза, грудной клетки);
Ø высокая эффективность поглощенной энергии;
Ø тяжесть облучения зависит от времени получения суммарной дозы (однократное облучение в большой дозе вызывает более выраженные последствия, чем получение этой же дозы фракционно);
Ø влияние на развитие лучевого поражения обменных факторов (при снижении обменных процессов, особенно окислительных, перед облучением или во время него уменьшается его биологический эффект).
Детерминированные эффекты. Для детерминированных эффектов существует дозовый порог (табл. 15).
С увеличением дозы тяжесть болезни быстро нарастает. Так, острое облучение человека:
• в дозе < 0,25 Гр не приводит к заметным изменениям в организме;
• в дозе 0,25-0,5 Гр наблюдаются изменения показателей крови и другие незначительные нарушения;
• в дозе 0,5-1 Гр вызывает более значительные изменения показателей крови (снижение числа лейкоцитов, тромбоцитов), изменение показателей обмена, иммунитета, вегетативные нарушения.
Таблица 15 .
Дозовые пороги детерминированных эффектов от внешнего облучения [МКРЗ, Публикация № 60]
| Органы и ткани | Эффект | Порог, Зв |
| Красный костный мозг | Кратковременное угнетение кроветворения | 0,5 |
| Легкие | Лучевой пульмонит, фиброз | 5 |
| Хрусталик глаза | Помутнение. Катаракта | 0,5-25 |
| Семенники | Временная олигоспермия | 0.15 – 0,5 |
| Яичники | Постоянная стерильность | 2.5 - 6 |
| Кожа | Легкий ожог Временное выпадение волос Облысение | 6 3 7 |
| Эмбрион, плод | Пороки развития Умственная отсталость у родившегося ребенка | 0,1 у живых 0,2 -0,8 |
Пороговой дозой, вызывающей острую лучевую болезнь (ОЛБ), принято считать 1 Гр. ОЛБ I, II и III степени тяжести развивается при облучении в дозе 1-2 Гр, 2-4 Гр и 4-6 Гр соответственно. Радиационные поражения кожи легкой, средней и тяжелой степени тяжести развиваются при местном облучении в дозах 8-10 Гр, 10-20 Гр и более 20 Гр соответственно.
Стохастические эффекты. По современным представлениям однократное острое, пролонгированное, дробное, хроническое облучение в дозе, отличной от нуля, может увеличить риск отдаленных стохастических эффектов - рака и генетических нарушений. Из соображений радиационной безопасности, концепция беспорогового действия радиации и линейной зависимости доза-эффект является ведущей в работе НКРЗ, НКДАР при ООН, МАГАТЭ и НКРЗ РФ.
Риск и ожидаемое число смертей от опухолей и наследственных дефектов в результате облучения приведен в таблице (табл.16).
Прямых доказательств справедливости такого подхода нет. Не исключается, что и для стохастических эффектов существует порог и выход опухолей в области малых доз имеет не прямолинейную зависимость, а более сложный вид.
Таблица 16
Риск злокачественных новообразований и наследственных дефектов [МКРЗ, Публикация 26]
| Критический орган | Заболевание | Риск, 10-2 Зв -1 | Число случаев, 10 -4 чел.×Зв |
| Все тело, красный костный мозг | Лейкемии | 0,2 | 20 |
| Щитовидная железа | Рак щитовидной железы | 0,05 | 5 |
| Молочная железа | Рак молочной железы | 0,25 | 25 |
| Скелет | Опухоли костной ткани | 0,05 | 5 |
| Легкие | Опухоли лёгких | 0,2 | 20 |
| Все остальные органы и ткани | Опухоли других органов | 0,5 | 50 |
| Все органы и ткани | Все злокачественные опухоли | 1,25 | 125 |
| Половые органы | Наследственные дефекты | 0,4 | 40 |
| Всего | 1,65 | 165 |
Злокачественные новообразования и генетическая наследственная патология неспецифичны и широко распространены. От спонтанного рака в популяции в 1 млн. человек умирает около 250 тыс. человек с тенденцией дальнейшего роста, а генетические нарушения разной степени выраженности встречаются у 6-10 % новорожденных.
Промежуточное положение между соматическими и генетическими повреждениями занимают эмбриотоксические эффекты (пороки развития), как последствия облучения плода. Плод весьма чувствителен к облучению в период органогенеза у человека (на 4-12 неделе беременности). Особенно чувствительным является мозг плода (в этот период происходим формирование коры).
Характеристика закрытых и открытых источников ионизирующих излучений. Согласно (НРБ-99/2009) и (ОСПОРБ-2009/2010) к источникам ионизирующих излучений относят радиоактивные вещества или устройства, испускающие или способные испускать ионизирующие излучения.
Прежде всего, необходимо отметить, что источники ионизирующих излучений в зависимости от нахождения (размещения) радиоактивного вещества и условий образования ИИ делятся на: о ткрытые; з акрытые; г енерирующие ИИ, с мешанные.
Закрытые источники - это источники, устройство которых, при нормальной эксплуатации, исключает поступление содержащихся в них радионуклидов в окружающую среду в условиях применения и износа, на которые они рассчитаны.
Эти источники находят широкое применение в практике. Например, они используются на судоверфях, в медицине (рентгеновские и γ - аппараты, ускорители заряженных частиц, в дефектоскопах, в химической промышленности, строительной индустрии, металлургии, легкой промышленности, пищевой промышленности, геологии, сельском хозяйстве, научных исследованиях.
Опасности возникающиепри работе с закрытыми источниками:
а) проникающая радиация;
б) для мощных источников - образование общетоксических веществ (оксиды азота и др.);
в) в аварийных ситуациях - загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами.
При работе с закрытыми источниками ионизирующих излучений, как это было указано в определении, при штатных условиях не происходит выброса радиоактивных веществ в окружающую среду и поэтому они не могут попасть внутрь организма человека. Таким образом, при работе с закрытыми источниками ИИ, человек подвергается только внешнему облучению.
Биологический эффект в результате внешнего облучения человека зависит от: вида излучения (основную опасность имеет γ- и ή°- излучение из-за большой проникающей способности); полученной дозы; площади облучаемой поверхности.
Полученная доза может быть рассчитана по формуле:
, где: (14)
Т - масса радиоактивного вещества;
I - время облучения;
К - расстояние до источника.
То есть, доза тем больше, чем больше масса радиоактивного вещества в закрытом источнике и время работы с ним и чем меньше расстояние от работающего человека до источника.
Исходя из этого могут быть сформулированы принципы защиты при работе с закрытыми источниками: з ащита количеством (уменьшение количества радиоактивного вещества); з ащита временем (снижение продолжительности работы с источником ИИ); защита расстоянием (увеличение расстояния от человека до источника); принцип экранирования (при этом экран выглядит в формуле как коэффициент (к): Д=(8,4×Т×I)/кК2).
В практике используются экраны-контейнеры, экраны приборов, передвижные экраны, составные части строительных конструкций, а также средства индивидуальной защиты.
Материалы используемые для защиты зависят от вида излучения. Для внешнего ά - излучения особой защиты не нужно, так как пробег ά -частиц составляет сантиметры в воздухе и микроны в биологических тканях.
Для защиты от β- излучения целесообразно использовать материал из элементов с малым порядковым номером (алюминий, медь) для уменьшения величины тормозного излучения (когда частицы тормозятся, их энергия выделяется в виде фотонного излучения).
Материалы для защиты от n° - нейтронного излучения зависят от скорости частиц. Нейтроны делят на быстрые и медленные (с большой и малой энергией соответственно). Для защиты от медленных нейтронов целесообразно - использовать материалы, содержащие кадмий и бор. При защите от быстрых нейтронов их необходимо сначала замедлить, поэтому используется многослойная защита. Первый слой (для замедления) - из Н+ и -СН- содержащих материалов (парафин, пластики, вода). Второй слой - аналогичен защите от медленных излучений (кадмий и бор). Третий слой (необходим при мощных потоках нейтронов) - для защиты от тормозного излучения (используются материалы для защиты от фотонного излучения.
При защите от фотонных излучений (γ - излучение, Rg - рентгеновское излучение) наименьшую толщину будут иметь материалы с большим порядковым номером (например, свинец). Устройство, в которое помещен закрытый радионуклидный источник, должно быть устойчивым к механическим, химическим, температурным и другим воздействиям, иметь знак радиационной опасности.
В нерабочем положении закрытые радионуклидные источники должны находиться в защитных устройствах, а устройства, генерирующие ионизирующее излучение, должны быть обесточены. Для извлечения закрытого радионуклидного источника из контейнера следует пользоваться дистанционным инструментом или специальными приспособлениями. При работе с закрытым радионуклидным источником, извлеченным из защитного контейнера, должны применяться защитные экраны и манипуляторы, а при работе с источником, создающим мощность эквивалентной дозы более 2 мЗв/ч на расстоянии 1 м - специальные защитные устройства с дистанционным управлением.
При работе с закрытыми радионуклидными источниками специальные требования к отделке помещений не предъявляются. Поверхности стен, пола и потолка должны быть гладкими, легко очищаемыми и допускать влажную уборку.
В целях обеспечения радиационной безопасности персонала и населения следует:
- направлять ионизирующее излучение в сторону земли или туда, где отсутствуют люди;
- удалять источники излучения от обслуживающего персонала и других лиц на возможно большее расстояние;
- ограничивать время пребывания людей вблизи источников излучения;
- вывешивать знак радиационной опасности и предупредительные плакаты, которые должны быть видны с расстояния не менее 3 м.
Открытыми источником ионизирующего излучения называется источник излучения, при использовании которого возможно поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду.
Их можно разделить на: открытые по технологическим причинам (радиотерапия, диагностика); открытые из-за образования побочных продуктов (атомные станции).
Опасности при работе с открытыми источниками ИИ: проникающая радиация; загрязнение рабочей обстановки радиоактивными веществами; загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами.
Защита от проникающей радиации включает четыре уже известные принципа (з ащита временем, расстоянием, количеством и принцип экранирования), а также дополнительно проводится комплекс мероприятий, который должен обеспечивать защиту персонала от внутреннего облучения:
– предупреждение и ограничение поступления радионуклидов в рабочие помещения и окружающую среду, что должно обеспечиваться использованием системы статических (оборудование, стены и перекрытия помещений) и динамических (вентиляция и пылегазоочистка) барьеров);
- снижение загрязнения радиоактивными веществами (РВ) окружающей среды достигается – использованием специального санитарно-технологического оборудования: системы вентиляции, очистки, дренирования, специальная канализация; дезактивация помещений, оборудования, специальной одежды и индивидуальных средств защиты (ИСЗ), сбором и удалением радиоактивных отходов;
- предупреждение инкорпорации РВ достигается: использованием ИСЗ, устройством санитарных пропускников и шлюзов, соблюдением правил личной гигиены;
- выведение радионуклидов из организма (комплексообразователи, сорбционные средства, слабительные, рвотные соко- и потогонные средства, желче- и мочегонные препараты).
Опасность радиоактивных веществ при их попадании в организм связана с понятием радиотоксичности (токсичность радиоактивного изотопа). Она в свою очередь зависит от целого ряда причин:
а) в ид распада, образующееся излучение (наиболее опасны при внутреннем облучении организма излучения, обладающие небольшой проникающей способностью, но высокой ионизационной способностью, например, ά- излучение);
б) а ктивность вещества и период полураспада, чем выше активность, тем выше радиотоксичность;
в) п уть поступления радиоактивного вещества в организм;
г) с корость поступления и вывода радиоактивного вещества из организма; (скорость выведения определяется эффективным периодом полувыведения вещества - время, за которое активность вещества в организме уменьшается в 2 раза); (чем быстрее выводится вещество, тем меньше его радиотоксичность);
д) наличие в организме органов-мишеней (тропность изотопа).
Существует классификация радиоактивных веществ по радиотоксичности. В основе классификации лежит так называемая минимальная значимая активность (МЗА). МЗА - такая активность изотопа, с которой можно работать, без разрешения органов Госсанэпиднадзора.
По радиотоксичности РВ делятся на 4 группы:
Ø А (особо высокотоксичные) 1,0×103 Бк;
Ø Б (высокотоксичные) 1,0×104 и 105 Бк;
Ø В (средней радиотоксичности) 1,0×106 и 107 Бк;
Ø Г (наименьшая радиотоксичность) 1,0×108 Бк и более.
Например: к группе А относится 90Sr, к группе Б - радиоизотопы йода 131J, к группе Г - изотоп углерода 14С. От группы радиотоксичности и активности радиоактивного вещества открытого источника на рабочем месте зависит класс работы.
Существует 3 класса работ. От класса зависят требования к оборудованию и планированию помещения. Для 3 класса (суммарная активность на рабочем месте, приведенная к группе А, более 103 до 105 Бк) особых требований не существует. Работы 2 класса (А= более 105 до 108 Бк) должны проводиться в отдельной части здания, необходима планировка по принципу санпропускника. Работы 1 класса (более 108 Бк) должны проводиться в отдельном здании.
Рабочие помещения, подразделяются на три зоны: I зона - необслуживаемые помещения, где размещаются технологическое оборудование и коммуникации, являющиеся основными источниками излучения и радиоактивного загрязнения. Пребывание персонала в необслуживаемых помещениях при работающем технологическом оборудовании не допускается; II зона – помещения временного пребывания персонала, предназначенные для ремонта оборудования, других работ, связанных с вскрытием технологического оборудования, размещения узлов загрузки и выгрузки радиоактивных веществ, временного хранения сырья, готовой продукции и радиоактивных отходов; III зона - помещения постоянного пребывания персонала.
Для исключения распространения радиоактивного загрязнения между II и III зонами оборудуются санитарные шлюзы, где проводится полная санитарная обработка (ПСО).
Все работающие с источниками излучения или посещающие участки, где производятся такие работы, должны обеспечиваться сертифицированными образцами специальной одежды, обуви и другими средствами индивидуальной защиты в соответствии с видом и классом работ. При работах с радиоактивными веществами в открытом виде I и II класса персонал должен иметь комплект основных средств индивидуальной защиты, а также дополнительные средства защиты в зависимости от уровня и характера возможного радиоактивного загрязнения.
Основной комплектсредств индивидуальной защиты включает: спецбелье, носки, комбинезон или костюм (куртка, брюки), спецобувь, шапочку или шлем, перчатки, полотенца и носовые платки одноразовые, средства защиты органов дыхания (в зависимости от загрязнения воздуха). При работах III класса персонал должен быть обеспечен халатами, шапочками, перчатками, спецобувью и, при необходимости, средствами защиты органов дыхания. Дополнительные средства индивидуальной защиты (пленочные, резиновые, с полимерным покрытием) после каждого использования должны подвергаться предварительной дезактивации в санитарном шлюзе или в другом специально отведенном месте. Если после дезактивации их остаточное загрязнение превышает допустимый уровень, дополнительные средства индивидуальной защиты должны быть направлены на дезактивацию в специальную прачечную. Средства индивидуальной защиты для работ с радиоактивными веществами должны изготовляться из хорошо дезактивируемых материалов, либо быть одноразовыми.
Средства защиты органов дыхания (фильтрующие или изолирующие) необходимо применять при работах в условиях возможного аэрозольного загрязнения воздуха помещений радиоактивными веществами (работа с порошками, выпаривание радиоактивных растворов). При работах, когда возможно загрязнение воздуха, помещения радиоактивными газами или парами (ликвидация аварий, ремонтные работы), или когда применение фильтрующих средств не обеспечивает радиационную безопасность, следует применять изолирующие защитные средства (пневмокостюмы, пневмошлемы, а в отдельных случаях - автономные изолирующие аппараты).
Гигиеническая регламентация облучения человека. Главной целью радиационной безопасности является охрана здоровья населения РФ и персонала работающего с различными источниками ИИ от их вредного действия, путем соблюдения основных принципов и норм радиационной безопасности, изложенных в: 
Федеральном законе от 9 января 1996 г. № 3-ФЗ "О радиационной безопасности населения" (с изменениями и дополнениями последн. от 30 декабря 2012 г); "Нормах радиационной безопасности (НРБ-99/2009); "Основных санитарных правилах обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010)"; "Требованиях радиационной безопасности при облучении населения природными источниками ионизирующего излучения".
Для обеспечения радиационной безопасности при нормальной эксплуатации источников излучения необходимо руководствоваться следующими основными принципами:
- непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников излучения (принцип нормирования);
- запрещение всех видов деятельности по использованию источников излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным облучением (принцип обоснования);
- поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника излучения (принцип оптимизации).
Объектами радиационного контроля являются:
• персонал групп А и Б при воздействии на них ионизирующего излучения в производственных условиях;
• пациенты при выполнении медицинских рентгенорадиологических процедур;
• население при воздействии на него природных и техногенных источников излучения;
• среда обитания человека.
Для категорий облучаемых лиц устанавливаются два класса нормативов:
- основные пределы доз (ПД), приведенные в таблице (табл.17);
- допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения), являющиеся производными от основных пределов доз: пределы годового поступления (ПГП); допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА); среднегодовые удельные активности (ДУА) и др.
Таблица .17
Основные пределы доз [НРБ-99/2009]
| Нормируемые величины <1> | Пределы доз | |
| Персонал (группа А) <2> | Население | |
| Эффективная доза | 20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год | 1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год |
| Эквивалентная доза за год в хрусталике глаза<3> коже<4> кистях и стопах | 150 мЗв 500 мЗв 500 мЗв | 15 мЗв 50 мЗв 50 мЗв |
Примечания:
<1> Допускается одновременное облучение до указанных пределов по всем нормируемым величинам.
<2> Основные пределы доз, как и все остальные допустимые уровни воздействия персонала группы Б, равны 1/4 значений для персонала группы А. Далее в тексте все нормативные значения для категории персонала приводятся только для группы А.
<3> Относится к дозе на глубине 300 мг/см2.
<4> Относится к среднему по площади в 1 см2 значению в базальном слое кожи толщиной 5 мг/см2 под покровным слоем толщиной 5 мг/см2. На ладонях толщина покровного слоя - 40 мг/см2. Указанным пределом допускается облучение всей кожи человека при условии, что в пределах усредненного облучения любого 1 см2 площади кожи этот предел не будет превышен. Предел дозы при облучении кожи лица обеспечивает непревышение предела дозы на хрусталик от бета-частиц.
Основные пределы доз облучения не включают в себя дозы от природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.
Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) - 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) - 70 мЗв. Началом периодов считается 1 января 2000 года.
Для женщин в возрасте до 45 лет, работающих с источниками излучения, вводятся дополнительные ограничения: эквивалентная доза на поверхности нижней части области живота не должна превышать 1 мЗв в месяц, а поступление радионуклидов в организм за год не должно быть более 1/20 предела годового поступления для персонала.
На период беременности и грудного вскармливания ребенка женщины должны переводиться на работу, не связанную с источниками ионизирующего излучения.
Для студентов и учащихся старше 16 лет, проходящих профессиональное обучение с использованием источников излучения, годовые дозы не должны превышать значений, установленных для персонала группы Б.
Ограничение медицинского облучения. Радиационная защита пациентов при медицинском облучении должна быть основана на необходимости получения полезной диагностической информации и/или терапевтического эффекта от соответствующих медицинских процедур при наименьших возможных уровнях облучения. При этом не устанавливаются пределы доз для пациентов, но применяются принципы обоснования назначения медицинских процедур и оптимизации защиты пациентов.
Проведение медицинских процедур, связанных с облучением пациентов, должно быть обосновано путем сопоставления диагностических или терапевтических выгод, которые они приносят, с радиационным ущербом для здоровья, который может причинить облучение, принимая во внимание имеющиеся альтернативные методы, не связанные с медицинским облучением.
Перед проведением диагностической или терапевтической процедуры, связанной с облучением женщины детородного возраста, необходимо определить, не является ли она беременной или кормящей матерью. Беременная или кормящая женщина, а также родители детей-пациентов должны быть информированы врачом о пользе планируемой процедуры и о связанном с ней радиационном риске для эмбриона/плода, новорожденных и детей младшего возраста для принятия сознательного решения о проведении процедуры или отказе от нее.
При радиационной аварии или обнаружении радиоактивного загрязнения, ограничение облучения осуществляется защитными мероприятиями, применимыми, как правило, к окружающей среде и (или) к человеку. Если предполагаемая доза излучения за короткий срок (2 суток) достигает уровней, при превышении которых возможны детерминированные эффекты (табл.18), необходимо срочное вмешательство (меры защиты).
Таблица 18
Прогнозируемые уровни облучения, при которых необходимо срочное вмешательство
| Орган или ткань | Поглощенная доза в органе или ткани за 2 суток, Гр |
| Все тело | 1 |
| Легкие | 6 |
| Кожа | 3 |
| Щитовидная железа | 5 |
| хрусталик глаза | 2 |
| Гонады | 3 |
| Плод | 0,1 |
При хроническом облучении в течение жизни защитные мероприятия становятся обязательными, если годовые поглощенные дозы превышают значения, приведенные в таблице (табл.19). Превышение этих доз приводит к серьезным детерминированным эффектам.
Таблица 19.
Уровни вмешательства при хроническом облучении
| Орган или ткань | Годовая поглощенная доза. Гр |
| Гонады | 0,2 |
| Хрусталик глаза | 0,1 |
| Красный костный мозг | 0,4 |
Уровни вмешательства для временного отселения населения составляют: для начала временного отселения - 30 мЗв в месяц, для окончания временного отселения 10 мЗв в месяц. Если прогнозируется, что накопленная за один месяц доза будет находиться выше указанных уровней в течение года, следует решать вопрос об отселении населения на постоянное место жительства.
2.1.14. Невесомость - испытываемое объектом состояние, при котором не проявляется действие веса. Невесомость можно испытать в космосе или во время свободного падения, хотя при этом и присутствует гравитационное притяжение «весомого» тела. Космонавты тренируются в условиях невесомости, которые на короткое время создаются при полете самолета по дуге, а также в водоемах.
Условия жизни человека в состоянии невесомости резко отличаются от привычных земных, что вызывает изменения ряда его жизненных функций. Так, невесомость ставит центральную нервную систему и рецепторы многих анализаторных систем (вестибулярного аппарата, мышечно-суставного аппарата, кровеносных сосудов) в необычные условия функционирования. Поэтому невесомость рассматривают как специфический интегральный раздражитель, действующий на организм человека и животного.
Ответом на этот раздражитель являются приспособительные процессы в физиологических системах; степень их проявления зависит от продолжительности невесомости и в значительно меньшей степени от индивидуальных особенностей организма.
Адаптация к невесомости происходит, как правило, без серьёзных осложнений: человек в этом состоянии сохраняет работоспособность и успешно выполняет различные рабочие операции, в том числе те из них, которые требуют тонкой координации или больших затрат энергии. Двигательная активность в состоянии невесомости требует гораздо меньших энергетических затрат, чем аналогичные движения в условиях весомости.
Первичными эффектами невесомости являются снятие гидростатического давления крови и тканевой жидкости, весовой нагрузки на костно-мышечный аппарат, а также отсутствие гравитационных стимулов специфических гравирецепторов афферентных систем. Реакции организма, обусловленные длительным пребыванием в невесомости, выражают, по существу, его приспособление к новым условиям внешней среды и протекают по типу «неупотребления» или «атрофии от бездействия».
Состояние невесомости в начальный период часто вызывает нарушения пространственной ориентации, иллюзорные ощущения и симптомы болезни движения (головокружение, дискомфорт в желудке, тошнота и рвота), что связывают главным образом с реакциями вестибулярного аппарата и приливом крови к голове. Наблюдаются также изменения субъективного восприятия нагрузок и некоторые другие изменения, вызываемые реакциями чувствительных органов, которые настроены на земную силу тяжести. В течение первых десяти дней пребывания в невесомости в зависимости от индивидуальной чувствительности человека, как правило, происходит адаптация к указанным проявлениям невесомости и самочувствие восстанавливается.
В условиях невесомости происходит перестройка координации движений, развивается детренированность сердечно-сосудистой системы.
Невесомость влияет на баланс жидкости в организме, обмен белков, жиров, углеводов, минеральный обмен, а также на некоторые эндокринные функции. Наблюдаются потери воды, электролитов (в частности, калия, натрия), хлоридов и другие изменения в обмене веществ.
Ослабление действия внешних сил на структуры, несущие весовую нагрузку, приводит к потере кальция и других веществ, важных для поддержания прочности костей. После длительного воздействия невесомости возможны явления легкой мышечной атрофии, некоторая слабость мускулатуры конечностей и т. д.
К числу наиболее общих проявлений неблагоприятного влияния невесомости на организм в сочетании с другими особенностями условий жизни на космическом корабле относится астенизация, отдельные признаки которой (ухудшение работоспособности, быстрая утомляемость) обнаруживаются уже в процессе самого полета. Однако наиболее заметно астенизация сказывается при возвращении на Землю. Снижение массы тела, мышечной массы, минеральной насыщенности костей, уменьшение силы, выносливости, физической работоспособности ограничивают переносимость стрессовых воздействий, характерных для этого периода перегрузок, и действия земной силы тяжести.
Нарушения двигательной функции в условиях космического полёта, по-видимому, не являются критическими, так как выработка навыков координации движений в невесомости протекает относительно успешно. Значительно более неблагоприятными представляются нарушения координации движений, которые могут развиваться в реадаптационный период в зависимости от продолжительности воздействия гиподинамии и невесомости.
Ортостатическая неустойчивость, характеризующаяся выраженным усилением физиологических изменений, появлением головокружения, слабости, тошноты, и особенно возможностью обморочного состояния при вертикальной позе, представляет весьма серьезную проблему, типичную для послеполетного периода, хотя после кратковременных полетов эти признаки были непродолжительными и легко обратимыми.
Изменения иммунологических реакций и устойчивости к инфекциям сопровождаются возрастанием восприимчивости к заболеваниям, что может привести к возникновению критической ситуации во время полета. В кратковременных полетах значительных изменений со стороны иммунологической реактивности не отмечалось.
Существует определенная вероятность того, что и некоторые другие сдвиги в функциональном состоянии организма могут влиять на продолжительность безопасного пребывания в условиях длительной невесомости. Одни из них определяются процессами перестройки механизмов нервной и гормональной регуляции вегетативных и двигательных функций, другие зависят от степени структурных изменений (например, мышечной и костной ткани), детренированности сердечно-сосудистой системы и обменных сдвигов.
Возможны два способа профилактики влияния невесомости.
Первый состоит в том, чтобы предотвратить адаптацию организма к невесомости, создавая искусственную силу тяжести, эквивалентную земной; это наиболее радикальный, но сложный и дорогостоящий способ, причем исключающий прецизионные наблюдения (от франц. précision «точность» - обладающие высокой точностью) за внешним пространством и возможности экспериментов в условиях невесомости.
Второй способ допускает частичную адаптацию организма к невесомости, но вместе с тем предусматривает и принятие мер по профилактике или уменьшению неблагоприятных последствий адаптации. Профилактическое действие защитных средств рассчитано в первую очередь на поддержание достаточного уровня физической работоспособности, двигательной координации и ортостатической устойчивости (переносимости перегрузок и вертикальной позы), поскольку по современным данным изменения этих функций, возникающие в реадаптационный период, представляются наиболее критическими.
Естественным и практически осуществимым является профилактическое воздействие на такие первичные пусковые эффекты невесомости, как снятие гидростатического давления крови и весовой нагрузки на костно-мышечный аппарат, что позволяет исключить, или ослабить длинную цепочку вторично обусловленных сдвигов, в том числе и вызывающих наибольшую озабоченность у медиков в реадаптационном периоде. Значительно более сложно парировать те изменения, которые возникают в деятельности афферентных систем в условиях невесомости. Восполнить отсутствие гравитационных стимулов для специфических гравирецепторов, не прибегая к созданию искусственной тяжести, невозможно. Профилактические и терапевтические воздействия могут быть адресованы не только к первичным, или пусковым, эффектам невесомости, но и к более низким уровням патогенетической цепи.
Профилактика реакций, связанных с отсутствием гидростатического давления крови в условиях невесомости, может состоять, во-первых, в использовании средств и методов, искусственно воспроизводящих эффект гидростатического давления: дыхание под избыточным (выше атмосферного на 15-22 мм рт. ст.) давлением, воздействие отрицательным (ниже атмосферного на 25-70 мм рт. ст.) давлением на нижнюю половину тела; во-вторых, в профилактическом воздействии на некоторые промежуточные звенья патогенетической цепи с помощью фармакологических и гормональных препаратов. В послеполетный период рекомендуется ношение противоперегрузочных костюмов, обычно используемых летчиками (при давлении в камерах 35-50 мм рт. ст.), и установление щадящего режима с постепенным, дозированным увеличением времени пребывания в вертикальной позе.
Восполнение дефицита весовой нагрузки на костно-мышечный аппарат в условиях невесомости относится к числу весьма перспективных направлений в разработке профилактических мероприятий и обеспечивается за счет физической тренировки с использованием пружинных или резиновых эспандеров, велоэргометров, тренажеров типа «бегущей дорожки» и нагрузочных костюмов, создающих статическую нагрузку на тело и отдельные мышечные группы за счет резиновых тяг.
В системе профилактики сдвигов, преимущественно обусловленных отсутствием весовой нагрузки на опорно-двигательный аппарат, могут найти применение и другие методы воздействия, в частности, электростимуляция мышц, применение гормональных препаратов, нормализующих белковый и кальциевый обмен, а также различные способы повышения устойчивости организма к инфекциям.
В общей системе защитных мероприятий должна быть учтена также возможность повышения неспецифической сопротивляемости организма за счет снижения неблагоприятного воздействия стресс-факторов космического полета (снижение уровня шумов, оптимизация температуры, создание надлежащих гигиенических и бытовых удобств), обеспечения достаточного водопотребления, полноценного и хорошо сбалансированного питания с повышенной витаминной насыщенностью, обеспечения условий для отдыха, сна и т. д. Увеличение внутреннего объема космических кораблей и создание на них улучшенных бытовых удобств заметно способствуют смягчению неблагоприятных реакций на невесомость.
Следует отметить, что в системе мероприятий по профилактике неблагоприятного влияния на организм человека длительной невесомости самостоятельное значение принадлежит предполетному отбору и тренировке, а также восстановительной терапии, используемой в послеполетном периоде.
На современном уровне знаний достижение относительно гармоничного профилактического эффекта может быть обеспечено лишь при использовании комплекса профилактических средств, адресованных различным звеньям патогенетической цепи.
2.2. Характеристика химических факторов наиболее актуальных для промышленных объектов РФ
«Сам человек является причиной
как своего неудовольствия, так и удовольствия!»
Б. Спиноза
2.2.1. Краткая историческая справка становления промышленной токсикологии. История токсикологии теряется в глубине веков. Человек столкнулся с ядовитым действием различных веществ растительного и животного происхождения еще в каменном веке. По мере освоения природной среды в поле его зрения стали попадать все новые и новые ядовитые вещества, в том числе и антропогенные, т.е. такие, которые производились самим человеком либо как промежуточные, либо как конечные продукты его трудовой деятельности. В связи с развитием промышленности, химии и химической технологии эти вещества – «промышленные яды» – потребовали пристального внимания, что послужило основой для зарождения промышленной токсикологии.
Впервые в истории медицины, предположения о связи некоторых заболеваний человека с его профессией, встречаются в работах Гиппократа (около 460-370 гг. до н.э.) в сочинении «О болезнях»: «Когда придешь к больному, расспроси, что он чувствует и какова причина его страданий, сколько дней он болен, действует ли желудок, и каков образ жизни».
В средневековье, с созданием сословия ремесленников, появилась необходимость проведения мероприятий гигиенической направленности: устанавливались праздничные дни, часы начала и окончания работы, условия найма и обучения подмастерьев и учеников.
В истории раннего возрождения необходимо выделить исследования сразу нескольких ученых, положивших начало изучению болезней, связанных с профессиональной деятельностью, трансформировавшихся позднее в ряд самостоятельных дисциплин: профессиональная гигиена, профессиональная патология, профессиональная токсикология [токсикологией (от греч. токсикон – яд) называют науку, исследующую взаимодействие организма и яда.].
Прежде всего, это два современника: алхимик и врач Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм (1493-1541), металлург и врач Георгий Агрикола (1494-1555), третьим можно назвать проживавшего в Северной Италии врача Бернардино Рамаццини (1633-1714).
Филипп Ауреол фон Гогенгейм (Парацельс) в историю медицины вошел как основоположник иатрохимии (от греч. «иатрос» – врач): считая, что болезнь возникает от нарушения соотношений химических веществ в организме, он пытался лечить больных химическими средствами, т.е. лекарствами, изготовленными из минералов, а не из растений (рис.8).
На основании собственных наблюдений он сумел дать описание симптомов отравлений, вызываемых серой, свинцом, ртутью, мышьяком. Примечательно то, что Парацельс связал их с профессиональной деятельностью рабочих.
Георгий Агрикола (настоящая фамилия Бауэр (Bauer); лат. agricola – земледелец, перевод немецкого слова Bauer) изучал минералы, которые древние часто употребляли как лекарства, и как результат увлекся минералогией. В Западной Европе в это время велись разработки на обширных рудниках в районе Чешских Рудных гор. Рудники были богаты полиметаллическими ископаемыми, и уже через три года Агрикола написал свою первую книгу по горному делу и металлургии. В книге «О металлургии», изданной в 1556 г., Агрикола описал шахтные устройства и систематизировал все сведения, связанные с горным делом. В своих сочинениях Агрикола выступал не только как врач, но и как организатор безопасной работы в шахтах.
Труд Бернардино Рамаццини вышел на 150 лет позже работ Парацельса и Агриколы. Врач исследователь почти полвека посвящает сбору материала для своей работы - «О болезнях ремесленников. Рассуждения» (1700г.). Рамаццини: начал использовать метод, весьма напоминающий – современный метод гигиенического описания рабочего места.
Он «не гнушался посещать самые неприглядные мастерские и... старался добыть сведения именно в мастерских ремесленников, которые в этом отношении являются школами, где можно изучить... как возникают различные болезни».
В итоге своей деятельности Рамаццини удалось описать около 70 профессий, он по праву считается отцом профессиональной патологии.
XVIII век покончил с алхимией и при непосредственном участии Роберта Бойля (1627-1691) коллегия для развития физико-математических экспериментальных наук, превратившаяся затем в Английское королевское общество, положила начало становлению химии как науки. В XVIII столетии занятие минералогией становится едва ли не самым распространенным увлечением среди ученых в Европе.
Древняя Русь (Киевская и Новгородская) в XI—XIII вв. представляла собой органичную составляющую системы феодальных государств центральной Европы и поддерживала с этими государствами оживленные экономические и культурные связи, которые были полностью нарушены вследствие татарского нашествия (XIII в.). Русь полностью лишилась квалифицированных мастеров-ремесленников и образованных людей, уведенных в «полон» (исключая духовенство). Только спустя два с половиной века после нашествия Батыя на Руси вновь получили развитие ремесленные производства, оживилась торговля как со странами Запада (через Новгород), так и со странами Востока — Булгарией (на Волге), среднеазиатскими государствами, Персией и государствами Северного Кавказа.
В XV и особенно в XVI в. Московская Русь переживала своеобразную «эпоху Возрождения». Уже в XV в. в Москве появились итальянские, немецкие и другие западноевропейские архитекторы, врачи, специалисты военного дела и ремесленники. С 1553г. Москва начинает регулярные торговые отношения с Англией через Архангельск. Во второй половине XVI века в Москве имелось значительное число английских и голландских врачей, аптекарей и других специалистов.
Только по окончании «смутного времени» (после 1613 г.), когда в Москве установилась относительно прочная власть, создались более благоприятные условия для развития ремесел, торговли и просвещения. Уже в первой половине XVII в. в России происходят значительные экономические перемены, возникают и быстро развиваются мануфактуры, начинают разрабатываться горнорудные богатства. Уже в XVI в. металлургическая промышленность России получила широкое развитие. В центре России, в районе Тулы, Каширы и других городов, а также в Поволжье, на Урале и в Сибири появились «домницы» — небольшие доменные печи, производившие значительные количества чугуна. В этот же период возникла и промышленность цветных металлов, особенно меди и серебра. В Москве и других городах работало много ремесленников — «серебренников», «медников», «котельников», «секирников» и т. п. Во второй половине XVI в. в Новгороде работало около 5500 обработчиков металла. Процветало литейное дело, так уже в 1554 г. в Москве была отлита чугунная пушка весом около 20 т, а в следующем году — еще одна, несколько меньшая по весу. В 1586 г. известный русский мастер Андрей Чохов отлил «царь-пушку» весом в 40 т, сохранившуюся до наших дней. В 1653 г. был отлит «царь-колокол» весом в 8000 пудов (128 тонн).
В конце XVI и в начале XVII в. в России появляется естественнонаучная, техническая и медицинская литература, как переводная, так и оригинальная. В это же время появляются собственно химические производства: селитры, порохов, поташа (поташ использовался для производства мыла). Во второй половине XVII в. существовало уже несколько стекольных заводов. На этих заводах производилась, в частности, и химическая посуда для нужд Аптекарского приказа - «скляницы», «сулеи», «стопы», «реципиенты», «реторты», «колвы», «алембики» и т. п. В XVI в. в России были заведены и «бумажные мельницы». Первая из них возникла в 1564 г. В XVII в. в окрестностях Москвы работало уже несколько бумажных мельниц. Впрочем, значительное количество высокосортной бумаги ввозилось из-за границы. XVII век оказался для России периодом, подготовившим техническую базу и другие условия для того, чтобы «насаждённая» в первой половине XVIII в. наука, сразу встала на ноги и получила блестящее и самобытное развитие на весьма благоприятной почве.
Ломоносов Михаил Васильевич (1711—1765гг.), первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, человек энциклопедических знаний, разносторонних интересов и способностей, один из основоположников физической химии (рис.9). В течение многих лет Ломоносов разрабатывал технологию получения цветного стекла на фабрике, построенной им в Усть-Рудицах (близ Петербурга). Цветные стекла использовались для создания мозаик, в развитие искусства которых Ломоносов внёс существенный вклад. Научные исследования Ломоносова по химии и физике основывались на представлениях об атомно-молекулярном строении вещества и, таким образом, продолжали то направление, которое развивалось в 17 веке, прежде всего Р. Бойлем. В основу молекулярно-кинетической теории Ломоносов положил свою формулировку философского принципа сохранения материи и движения: «... Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что, сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому... Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения: ибо тело, движущее своей силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает» (Полное собрание сочинений, т. 3, 1952, с. 383).
В 1763 г. М.В. Ломоносов опубликовал руководство «Первые основания металлургии или рудных дел», в котором подробно рассмотрел как свойства различных металлов, так и практически применяемые способы их получения. Здесь же были предложены впервые разработанные физические условия «вольного» движения воздуха в рудниках.
Огромную роль в развитии токсикологии сыграло появление первой в России химической лаборатории, организованной М.В. Ломоносовым в 1748 году. Это дало мощный толчок развитию аналитической химии. Теоретическая химия Ломоносова целиком опиралась на достижения физики. «Физическая химия, — писал Ломоносов, — есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях... Химия моя физическая» (там же, том 2, 1952, с. 483; том 3, 1952, с. 241). М.В. Ломоносов уделял значительное внимание развитию в России геологии и минералогии и лично произвёл большое количество анализов горных пород. Научное творчество Ломоносова и его жизненный путь до сей поры служат предметом исследований многих российских и зарубежных учёных.
В XIX столетии развитие экономики и техники пошло бурными, темпами. Вот только несколько новых технологий, изменивших наиболее важные отрасли промышленности: это получение искусственной соды, необходимой для текстильной промышленности; способ сжижения хлора; получение серной кислоты; производство аммиака, заложившее основу получения искусственных удобрений. Труды ученых переориентировались на исследование органических соединений, которых к тому времени было не слишком много. К 1860 г. их количество увеличилось до трех тысяч с 80 известных ранее, а еще через 10 лет достигло уже шести тысяч. Многие соединения появились в промышленности только как продукты химической деятельности, до этого человек с ними не встречался.
В 1865 г. выходит книга Эйленберга «Учение о вредных и ядовитых газах» и книга Гирта «Заболевания рабочих» (1871). В периодических изданиях специальных журналов, стали освещаться вопросы заболеваний рабочих, приводилось описание отдельных случаев отравлений на производстве, меры по защите рабочих от вредного действия пыли, паров и газов. В начале XX века появились специальные клиники профессиональных болезней. Считают, что первая такая клиникабыла основана в 1910 г в Милане.
Основоположниками современной экспериментальной медицины можно в полной мере считать французских физиологов Франсуа Мажанди (1783-1885) и его ученика, и последователя Клода Бернара (1813-1878). (Клод Бернар ввел в медицину экспериментальный метод, позволивший воспроизводить отравление у животных). Идеи и методы, которых были развиты великими русскими врачами и физиологами: Иваном Михайловичем Сеченовым (1829-1905), Сергеем Петровичем Боткиным (1832-1889), Иваном Петровичем Павловым (1849-1936). Большое значение для развития экспериментальной токсикологии имели труды профессора Военно-медицинской академии Николая Павловича Кравкова (1865-1924), в которых были предложены методы анализа действия ядовитых веществ.
Первой полновесной работой, содержащей не только клинический, но и экспериментальный материал, необходимо считать труд Флюри и Церника «Вредные газы», где были приведены свойства и действие газов, дымов и пыли (1931). С существенными дополнениями книга была переведена на русский язык в 1938 г. В монографии американских ученых Гендерсона и Хаггарда под тем же названием «Вредные газы» (перевод с дополнением Н.В. Лазарева 1930 г.) было дано не только описание, но и сформулированы теоретические основы действия летучих ядов,
XX век – век химии. После революции 1917 г. в России начинается развитие новой для нашей страны медицинской науки – промышленной токсикологии. В составе первого советского правительства в 1917 г. был создан комиссариат труда с отделом охраны труда. На промышленных предприятиях организовывалась санитарная инспекция. Для обследования состояния воздушной среды появились специальные лаборатории, подведомственные наркомату труда (впоследствии выросшие в институты). В 1923 г. в Москве в систему здравоохранения вошел первый в России институт гигиены труда и профессиональных болезней. Через год такие же институты появились в Ленинграде (Санкт-Петербурге) и Харькове. Научная сторона промышленной токсикологии развивалась бурно.
1924 г. – первая с (1850 г.) экспериментальная работа по обоснованию ПДК бензола; 1932 г. – методы регламентации пыли.
Появились термины:
- 1930 г. – ПДК и список величин ПДК для 12 веществ (1939 г. – 35 веществ, 1943 г. – 52 вещества);
- 1938 г. – «порог токсичности», «порог химического воздействия»;
- 1941 г. – впервые опубликованы данные о ПДК в воды для свинца, мышьяка и фенола;
- 1961 г. – нормирование загрязнений атмосферного воздуха с учётом «узких мест» действия, а также косвенного и неприятного влияния загрязнителей на человека.
Основоположниками отечественной промышленной токсикологии по праву являются фармаколог и токсиколог, профессор Николай Васильевич Лазарев (1895-1974) и создатель учения о токсикометрии промышленных ядов, профессор Николай Сергеевич Правдин (1882-1954). Под редакцией Лазарева Н.В. написан капитальный труд "Химически вредные вещества в промышленности" (1951).
К концу 60-х годов окончательно сложилась теория гигиенического регламентирования вредных химических производств (работы И.В. Саноцкого, Г.Н. Красовского, Б.А. Курляндского, И.П. Улановой, С.Д. Заугольникова, И.М. Трахтенберга, В.А. Филова, Б.М. Штабского и др.).
По инициативе А.В. Цессарского и Б.А. Курляндского в Москве (1962) была создана первая в России токсикологическая лаборатория в системе санитарно-эпидемиологической службы, положившая начало созданию аналогичных лабораторий во всех регионах страны.
Не смотря на все противоречия во взглядах и подходах отечественных ученых-токсикологов, по одному принципиальному вопросу они заняли общую позицию, рассматривая промышленную токсикологию как одну из ветвей профилактической медицины. В последующие годы наметилась тенденция к выделению других направлений токсикологии применительно к условиям труда различных профессий (авиационная, корабельная, пищевая, коммунальная и т.д.).
В конце XX века объем выбросов загрязняющих веществ антропогенного происхождения стал соизмерим с масштабами природных процессов миграции и аккумуляции различных соединений. Специалистам при изучении этого вопроса приходится сталкиваться с целым рядом проблем:
• при организации производства образуется большой объем веществ, которые переходят в отходы и выбрасываются в атмосферу Земли. По данным различных источников, ежегодно в атмосферу нашей планеты выбрасывается до 25 млн т пыли; до 70 млн т оксидов азота; около 100 млн т соединений серы; 5,5— 14 млрд т диоксида углерода. Кроме того, в воздух попадают и особо токсичные вещества, оказывающие канцерогенное и мутагенное воздействие;
• в настоящее время производятся многообразные соединения, имеющие различные состав и свойства. В отходах производств, как правило, наблюдается низкая концентрация токсичных веществ, что затрудняет разработку унифицированных способов их обезвреживания и утилизации. В промышленных выбросах токсичные вещества присутствуют в легко усвояемой форме и наиболее агрессивно воздействуют на окружающий мир;
• освоено синтезирование новых высокотоксичных веществ, способы переработки которых в природе неизвестны. К ним относятся, например, поверхностно-активные вещества (ПАВ), полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), ксенобиотики, диоксины, химические отравляющие вещества, гербициды и пестициды. В природных циклах биогенеза не существует процессов, способных их перерабатывать. Поэтому эти вещества накапливаются в природе, а затем попадают в растения, организм человека и животных.
Антропогенные выбросы являются одним из наиболее существенных факторов, влияющих на здоровье людей. По оценкам специалистов, состояние здоровья людей на 20 — 40% зависит от состояния окружающей среды. Исследованиями установлено, что в промышленных городах со значительно загрязненной атмосферой заболеваемость в 1,5 — 3 раза выше по сравнению со среднестатистическими показателями. Загрязнение окружающей среды в значительной степени обусловливает снижение демографических показателей и состояния здоровья граждан в нашей стране.
Современная химическая промышленность ежегодно создает колоссальное количество новых соединений (до 3000-4000 наименований), которые могут поступить к потребителям, только пройдя комплексное токсикологическое исследование. Кроме специальных лабораторий, имеющихся в институтах профессиональных заболеваний, существуют еще областные и городские подразделения Роспотребнадзора, в которых работают токсикологи. Медицинские институты в рамках научно-исследовательской деятельности часто включаются в токсикологические исследования, чем оказывают существенную помощь промышленности.
Детальное исследование новых промышленных ядов требует больших затрат средств и времени. Промышленная токсикология сегодня уже не может рассматриваться как единственная наука, изучающая хроническое действие вредных химических факторов на человека.
Широкое внедрение химии в современную жизнь создало угрозу для здоровья человека при использовании химических соединений в быту, в составе пищевых продуктов, лекарств и т.д. Иначе говоря, промышленная токсикология стала лишь частью более широкой науки, которая может быть названа гигиенической токсикологией. Теоретические основы этой дисциплины во многом сходны с теми, которыми в течение полувека занимались отечественные промышленные токсикологи.
2.2.2. Методология промышленной токсикологии. Токсикология (от греческого toxicon – яд и logos – учение) – это наука, изучающая законы взаимодействия живого организма и яда, в качестве которого, может оказаться практически любое химическое соединение, попавшее в организм в количестве, способном вызвать нарушения жизненно важных функций и создать опасность для жизни.
"Токсикология - наука, изучающая ядовитые вещества и их влияние на растительный и животный организм" (Баженов С.В., 1964).
"Токсикология - это область медицины, изучающая законы взаимодействия живого организма и яда" (Лужников Е.А., 1994).
"Токсикология - наука, изучающая закономерности развития и течения патологического процесса (отравления), вызванного воздействием на организм человека или животного ядовитых веществ" (Голиков С.Н., 1972).
В основе цитированных понятий лежит представление о токсикологии, как о науке, изучающей особую группу веществ, именуемую ядами, ядовитыми, вредными, отравляющими веществами и т.д., но четкого определения понятия "яд", не смотря на многочисленные попытки ученых, сформулировать до сей поры не удается.
В начале XIX века основоположник научной токсикологии Матео Жозе Бонавентура Орфила (1814) писал: "Яд - вещество, которое в малом количестве, будучи приведенным, в соприкосновение с живым организмом, разрушает здоровье или уничтожает жизнь". Профессор Российской военно-медицинской академии Косоротов Д.П. (1907) определял "ядами" вещества, которые, будучи введены в организм в малых количествах, в силу своих химических свойств, могут причинить расстройство здоровья или самую смерть.
"Ядом называется всякое химическое вещество, способное причинить смерть или серьезный вред здоровью своим действием на ткани или соки тела" (Пеликан Е.,1878).
"Яд — химический компонент среды обитания, поступающий в количестве (реже – качестве), не соответствующем врожденным или приобретенным свойствам организма, и поэтому несовместимый с его жизнью"(Саноцкий И.В.1970).
"Можно определить яд как меру (единство количества и качества) действия химического вещества, в результате которого при определенных условиях возникает отравление" (Саватеев Н.В., 1978).
Всё сказанное выше призвано подчеркнуть важнейшее обстоятельство - химические вещества, обладают определенным свойством, в силу которого их контакт с биологическими системами может иметь пагубные последствия для последних. Это свойство - токсичность.
Токсичность - основное понятие современной токсикологии. В общей форме можно определить токсичность, как свойство (способность) химических веществ, действуя на биологические системы немеханическим путем, вызывать их повреждение или гибель, или, применительно к организму человека, - способность вызывать нарушение работоспособности, заболевание или гибель. Наиболее общее, четкое и лаконичное определение понятия «токсичность», дал Н.В. Лазарев (1964): токсичность есть способность химических соединений оказывать вредное действие немеханическим путем.
Вещества существенно различаются по токсичности, именно эта характеристика легла в основу классификации предложенной С.Д. Заугольниковым (1978) (табл.20).
Таблица 20.
Классификация ксенобиотиков по степени токсичности
| Степень токсичности | Энтеральное введение ЛД50 (мг/кг) | Ингаляционное введение | ||
| ЛК50 (мг/л) | ПДК (мг/м3) | |||
| Чрезвычайно токсичные | менее 15 | Менее 1 | менее 1 | |
| Высокотоксичные | 15 – 150 | 1 – 10 | 10 | |
| Умеренно токсичные | 151 – 1500 | 11 – 40 | 100 | |
| Малотоксичные | более 1500 | более 40 | более 100 | |
Теоретически не существует веществ, лишенных токсичности. При тех или иных условиях, обнаружится биологический объект, реагирующий повреждением, нарушением функций, гибелью на действие вещества в определенных дозах. По современным представлениям в качестве синонима слова яд часто употребляется слово ксенобиотик (от греч. xenos- чужой и bios – жизнь, т.е. чуждый живому).
Полная классификация токсикантов, основывается, прежде всего, на их химическом строении, что позволяет идентифицировать опасность этих веществ для человека по ряду принципов (Куценко С.А., 2000):
По происхождению
1.1. Токсиканты естественного происхождения
1.1.1. Биологического происхождения
1.1.1.1. Бактериальные токсины
1.1.1.2. Растительные яды
1.1.1.3. Яды животного происхождения
1.1.2. Неорганические соединения
1.1.3. Органические соединения небиологического происхождения
1.2. Синтетические токсиканты
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 261; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!