Виды излучений, применяемые в сельскохозяйственном производстве.
Переход сельскохозяйственного производства на промышленную основу связан с широким применением в технологических процессах различных видов излучений и электромагнитных полей высокой и сверхвысокой частоты.
Инфракрасное излучение используется для обогрева, ультрафиолетовое излучение — для облучения животных и бактерицидной обработки помещений Электромагнитные поля возникают при использовании электротермических установок индукционного и диэлектрического нагрева, лазерное излучение -при работе оптических квантовых генераторов (лазеров). Ионизирующие излучения используются в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми, стерилизации пищевых продуктов, в диагностических и исследовательских целях.
Все эти излучения могут оказывать вредное воздействие на здоровье человека, поэтому необходимо нормирование и защита от их воздействия на жизненно важные органы и системы человека.
К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа, бета -нейтроны) и коротковолновые электромагнитные излучения (гамма- и рентгеновское), способные при взаимодействии с веществом вызывать ионизацию атомов.
Все ионизирующие излучения характеризуются проникающей и ионизирующей способностью:
а - имеют наибольшую ионизирующую и наименьшую проникающую способность.
(} - имеют меньшую ионизирующую, но более высокую проникающую способность.
у - имеют наименьшую ионизирующую, но наибольшую проникающую способность.
Рентгеновское (Х-) излучение имеет ту же природу, что и у - излучение, но отличается большей длиной волны и, соответственно, меньшей ионизирующей способностью.
Воздействие ионизирующих излучений на биологические ткани ведет к разрушению межмолекулярных связей, изменению их структуры и гибели организмов. У человека наиболее уязвимыми являются органы кроветворения и железы внутренней секреции.
Для оценки радиации используется понятие активности, а также экспозиционной, поглощенной, эквивалентной и эффективной дозы.
1. Активность радиации - число распадов атомных ядер в единицу времени. Единица активности - Беккерель (Бк).
1 Беккерель (Бк) = 1 распад/с Внесистемной единицей является Кюри(Ки):
1 Ки = 3,7 ■ 10ю Бк (в 1с 3,7 • 1010 распадов).
2. Экспозиционная доза характеризует ионизирующую способность излучения в воздухе, т.е. радиационный фон.
Единицей экспозиционной дозы является кулон/кг (Кл/кг), внесистемная единица - рентген (Р). Используются производные единицы- мР и мкР. Под уровнем радиации понимается экспозиционная доза, отнесенная ко времени (Р/ч). На земной поверхности уровень радиации, образованный природным фоном находится в пределах 3-25 мкР/ч.
3. Поглощенная доза - энергия излучения, поглощенная 1 кг массы облучаемого объекта. Единица поглощенной дозы- Грей.
Бтк = Е/т = Дж/кг = 1 Грей (система СИ). В практических измерениях используется также внесистемная единица -радиан (рад).
1Гр=100рад
В связи с тем, что одинаковая поглощенная доза различных видов излучений оказывает разное биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозы.
4. Эквивалентная доза используется для оценки радиационной опасности хронического облучения. Единица эквивалентной дозы - Зиверт. Используется также внесистемная единица - БЭР (биологический эквивалент рада).
1 Зв = 100БЭР
Эквивалентная доза определяется умножением поглощенной дозы Отк на коэффициент тяжести ^ц данного вида излучения.
НТк = Отк " ^к (Дж/кг - Зиверт) ^к колеблется от 20 (для а - излучения, потоков тяжелых ядер и осколков деления) до 10 (быстрые нейтроны и протоны) и 1 (фотоны, (3-, и рентгеновское излучения).
Облучение может быть внешним - когда источник излучения находится снаружи и внутренним - при попадании радионуклидов внутрь организма через легкие, ЖКТ и кожу.
5. Эффективная доза - полученная за определенное время поступления радионуклидов в организм. Она позволяет оценить риск отдаленных последствий облучения отдельных органов и тканей с учетом их различной радиочувствительности.
Е = I ^т • Нтт где: взвешивающий коэффициент для ткани Т,
Нтт - эквивалентная доза для ткани Т за время т Единица измерения эквивалентной дозы также Зиверт. Значения ^т колеблются от 0,2 (костный мозг) до 0,12 (легкие, желудок) и 0,05 (печень, поджелудочная железа).
Получение дозы 0,2-0,3 Зв вызывает появление в организме обратимых изменений (в частности, в формуле крови), 0,8-1,2 Зв - начальные признаки лучевой болезни (тошнота, рвота, головокружение, тахикардия), 2,7-3,0 Зв - развивается острая лучевая болезнь, 7,0 Зв и более даже при однократном облучении приводит к летальному исходу.
При работе с радиоактивными материалами следует учитывать, что биологическое действие излучения сопровождается эффектом кумуляции (накопления). Радиоактивное облучение способно вызывать в отдаленных последствиях лейкозы, злокачественные новообразования и раннее старение.
Гигиеническая регламентация ионизирующего излучения проводится в соответствии с нормами радиационной безопасности НРБ-99 (СП-2.6.1.758-99 -санитарные правила). Для персонала радиационно-опасных объектов годовая эквивалентная доза не должна превышать 20 мЗв, для населения - 1 мЗв
Основными средствами защиты от ионизирующих излучений являются стационарные и передвижные защитные экраны, контейнеры и защитные сейфы, предназначенные для хранения и транспортировки радиоактивных источников II ОТХОДОВ.
3. Электромагнитное радиоизлучение
Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 1021 Гц. В зависимости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область ионизирующих и неионизирующих излучений. Характер и степень воздействия на организм человека электромагнитных излучений зависят от интенсивности, времени воздействия и длины волны. Биологическая активность электромагнитного излучения (ЭМИ) возрастает с уменьшением длины волны.
Радиоволны НЧ - диапазон - км______
ВЧ - десятки, сотни м________________________
УВЧ-м____________________________________
____________________ СВЧ - дм, см, мм_______
Неионизирующие ЭМИ ИК - 0,7 - 1000 мкм_____
____________________ Свет - 0,4 - 0,7 мкм______
__________________ УФ-0,1-0,4 мкм_____ ~
Ионизирующие ЭМИ X - 0,001 - 0,01 мкм_____
____________________ у - менее 0,001 мкм (менее 1_нм)
ЭМИ радиочастотного диапазона большой интенсивности вызывает тепловой эффект. Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракта) - особенно при воздействии волн в диапазоне 300 МГц - 300 ГТц
При длительном воздействии ЭМИ с другими значениями длин волн возникают различные функциональные расстройства, связанные со сдвигами эн-докринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появляться головные боли, повышенное или пониженное артериальное давление, уре-жение пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно - психические расстройства, быстрая утомляемость, возможны также трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей. На ранней стадии изменения носит обратимый характер, но при продолжающемся воздействии ЭМИ приобретают стойкий характер. В пределах радиоволнового диапазона наибольшую биологическую активность имеет СВЧ - излучение.
В основе гигиенического нормирования ЭМИ положен принцип действующей дозы, учитывающей энергетическую нагрузку на человека.
При гигиеническом нормировании воздействия ЭМИ у источников различают 2 зоны воздействия:
- ближнюю (зону индукции), которая реализуется на расстоянии г < Х./6, в которой ЭМ поле еще не сформировалось.
- дальнюю г > 6% (ЭМ поле сформировалось)
В ближней зоне обе составляющие ЭМ поля - электрическая и магнитная в диапазоне 300 МГц - 300 ГГЦ - оцениваются поверхностной плотностью потока энергии (11ПЭ - Вт/.м2). В этой зоне должны находится рабочие места но обслуживанию источников СВЧ - излучений.
В дальней зоне предельно допустимую плотность потока энергии в диапазоне часто! 300 МГц - 300 ГГЦ на рабочих местах устанавливают исходя из допустимого значения нагрузки на организм человека и времени его пребывания в зоне облучения. Она не должна превышать !0 Вт/м". Предельную плотность потока энергии определяют по формуле:
ППЭ = УТ
где. Ук: - нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на человека, Вт • ч/м'; 2 - 20 Вт • ч/м2)
'Г - время пребывания в зоне облучения, ч
Основные способы защиты от ЭМИ:
1. Защита временем - ограничение времени пребывания персонала в
зоне облучения.
Т = УЫ/ППЭ
2. Защита расстоянием - мощность излучения снижается пропорционально квадрату расстояния от источника
3. Уменьшение мощности излучения - выбор рационального режима излучателя
4. Экранирование источников излучения, для чего используются металлические экраны и токопроводящие покрытия
5. Экранирование рабочих мест - применяется при невозможности эффективной защиты другими способами.
4. Инфракрасное излучение
У инфракрасного (ИК) излучения наиболее интенсивное биологическое воздействие оказывает коротковолновая область. Оно обладает наибольшей энергией фотона, способно глубоко проникать в ткани организма. При этом наблюдается нагрев и интенсивное поглощение излучения водой, содержащейся в тканях. Наиболее поражаемые ИК-излучением органы у человека - кожный покров и органы зрения. Возможны ожоги и усиление пигментации кожи (эри-темия - покраснение). К острым поражениям органов зрения относятся ожог конъюктивы, возможна катаракта. ИК-излучение воздействует также на обменные процессы в миокарде, водно-электролитический баланс в организме, состояние верхних дыхательных путей (ларингит, ринит), возможен и мутагенный эффект.
Нормирования ИК-излучения включает соблюдение гигиенических нормативов облучения, применение теплозащитных экранов и индивидуальной защиты - теплозащитных костюмов, масок, очков. При обслуживании ИК-установок, применяемых в животноводстве для местного обогрева (молодняка скота) типа ОИ-1, ОТ-1, ИКУФ-1, необходимо применение защитных очков.
5. Световое излучение.
Световое излучение - диапазон электромагнитных колебаний длиной 380-700 нм. Излучения видимого диапазона при высоких уровнях может представлять опасность для кожных покровов и органов зрения.
Широкополосное световое излучение больших энергий характеризуется световым импульсом, действие которого на организм приводит к ожогам открытых участков тела, временному ослеплению или ожогам сетчатки глаз. Минимальная ожоговая доза для светового излучения составляет 3-8 Дж/см2.с, за время мигательного рефлекса - 0,15 с. Сетчатка может быть повреждена при длительном воздействии света умеренной интенсивности, в особенности при воздействии голубой части спектра 400-550 нм, оказывающей на сетчатку глаза специфическое фотохимическое воздействие.
6. Ультрафиолетовое излучение.
Ультрафиолетовое излучение имеет волновой диапазон 100-380 нм, который по биологическому действию разделяют на 3 области:
УФА .... 315-380 нм - оказывает слабое биологическое действие
УФВ .... 280-315 нм - оказывает сильное биологическое действие, вызывает загар и синтез витамина Б.
УФС .... 100-280 нм - вызывает деструкцию тканевых белков и липидов, обладает бактерицидным действием.
УФ облучение усиливает окислительные процессы в организме и способствует более активному выведению тяжелых металлов и других токсикантов. Оптимальные дозы УФ активируют деятельности сердца, обмен веществ, повышают активность ферментов, улучшают кроветворение.
УФ облучение от облучателей типа ЭО-1-30, ОБН-150, УГД-3 может вызывать ожоги открытых участков кожи, а также острые поражения глаз - электроофтальмию. Роговица глаз наиболее чувствительна к УФС, наибольшее воздействие на хрусталик оказывает излучение в диапазоне 295-320 нм.
УФ облучение приводит к старению кожи, возможно развитие злокачественных новообразований. При этом отмечается кумуляция биологических эффектов. В комбинации с химическими веществами УФ приводят к сенсибилизации - повышении чувствительности организма к свету с развитием фотоаллергических реакций.
Гигиеническое нормирование УФ-излучения осуществляется по СН 4557-88, которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волны при условии защиты органов зрения и кожи.
Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при незащищенных участках кожи не более 0,2 м (лицо, руки). Общая продолжительность воздействия 50% рабочей смены не должно превышать 10 Вт/ м2 для облучения УФА и 0,01 Вт/ м2 для облучения УФВ. Излучение в области УФС не допускается.
При использовании спецодежды и средств защиты лица и рук не пропускающих излучение (кожа, ткани с пленочным покрытием) допустимая интенсивность облучения в области УВФ + УФС (200-315 нм) не должна превышать 1 Вт/м2.
7. Лазерное излучение.
Лазерное излучение - электромагнитные волны в диапазоне 0,01-1000 мкм (от рентгеновского до радиодиапазона). Отличие лазерного от других видов излучение заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности. При оценке биологического действия различается прямое, отраженное и рассеянное излучение. Эффекты воздействия определяются взаимодействием лазерного излучения с тканями (тепловой, фотохимический и ударно-акустический эффекты). Эффект воздействия зависит от длины волны излучения, длительности импульса, частоты следования импульсов, площади облучаемого участка. Лазерное излучение с длиной волны 380-1400 нм представляет наибольшую опасность для сетчатки глаза, повреждение кожи может быть вызвано излучением с длиной волны в диапазоне 180-100000 нм.
При нормировании лазерного излучения устанавливают предельно допустимые уровни для двух условий облучения - однократного и хронического для 3-х диапазонов волн: 180-380 нм, 380 - 1400 нм и 1400 - 100000 нм. Нормируемым параметром, является энергетическая экспозиция Н и облученность Е. Нормируется также энергия и мощность Р излучения. Предельно допустимые уровни лазерного излучения различаются от длины волны, длительности одиночного импульса, частоты импульсов. Установлены различные ПДУ при воздействии на кожу и глаза.
В зависимости от выходной мощности и ПДУ при однократном воздействии генерируемого излучения по степени опасности лазеры разделяют на 4 класса:
1. полностью безопасные лазеры;
2. опасные для кожи и глаз только коллимированным (заключенным в ограниченном телесном угле) пучком;
3. опасные не только коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающих поверхностей (для глаз), на кожу это не действует;
4. опасные диффузно отраженным излучением для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему