Экология и окружающая природная среда

При обращении с γ-источником необходимы меры защиты людей, самый  простой способ защиты - это удаление персонала от источника излучения на достаточно большое расстояние. Наилучшим его поглотителем является свинец, но в этом случае для защиты требуется его слой толщиной более 20 см.

3.2 Рентгеновские  лучи.

Этот вид излучения  возникает при торможении быстро летящих электронов. Рентгеновские лучи обладают высокой проникающей способностью по отношению ко многим веществам, непрозрачным для видимого света. Единицей дозы рентгеновского излучения служит рентген.

Рентгеновские лучи нашли  ряд важных практических применений. Широко распространен рентгеноструктурный анализ - один из основных методов физико-химического исследования структуры кристаллических тел и определения их вещественного состава. Рентгеновское излучение используют в медицинской диагностике: различных заболеваний, характера перелома костей, обнаружения в теле инородных предметов. Его же в строго дозированных количествах используют для лечения злокачественных новообразований.

Однако продолжительное  или слишком интенсивное воздействие  на организм рентгеновских лучей, особенно жестких, вызывает тяжелые заболевания, аналогичные возникающим при γ-облучении. По этой причине меры защиты от рентгеновского излучения аналогичны используемым против γ-излучения.

3.3 Излучение  оптического диапазона.

Оптический диапазон включает область низкоинтенсивных волн сплошного и монохроматического спектров.

3.3.1 Сплошной спектр

Этот спектр включает в себя видимую (световую) часть электромагнитного поля и прилегающую к последней невидимую часть оптического диапазона, присутствующую в световом пучке, т.е. ультрафиолетовое и инфракрасное излучения:

1.Видимая часть оптического диапазона составляет его незначительную долю. Условно принято считать, что она включает семь основных цветов, хотя резкой разницы между ними нет.

Значение света для  природы в целом и для человечества в частности невозможно переоценить.

Общеизвестно его тепловое действие. Энергия солнечного излучения значительно превышает используемую всей промышленностью земного шара. Наличие или отсутствие тепла определяют скорость биологических процессов в растениях, микроорганизмах, представителях животного мира. Решающее значение для существования жизни на Земле имеет фотосинтез в растениях, протекающий при участии света.

Человечество обладает не только природными (Солнце, звезды), но и созданными им искусственными источниками света. Хорошо известно использование света для получения изображений с помощью сферических зеркал и стекол, различные оптические приборы (фотографические аппараты, микроскопы, бинокли, телескопы), в современной науке и технике - для точных измерений длины и определения качества обработанной поверхности.

На квантовых свойствах  света зиждется использование фотоэлементов и явления люминесценции (звуковое кино (воспроизведение звука) и телевидение (передача изображения), фототелеграф для передачи неподвижных изображений, в военном деле они необходимы в системах самонаведения снарядов, для сигнализации и локации, в науке их применяют для измерения силы света, яркости и освещенности.

Несмотря на неоценимую роль световой энергии в жизни человека, в некоторых случаях ее неумеренное воздействие может принести ощутимый вред.

С регулярностью чередования дня и ночи, светлых и темных периодов суток связаны многие физиологические ритмы человека. Обычно днем он бодрствует, ночью спит. Нарушение этих связей, например в ночных рабочих сменах, приводит к неполноценному отдыху в дневное время, ухудшению здоровья, увеличению раздражительности и т.п.

2.Ультрафиолетовое излучение в заметных количествах испускают тела, температура которых достигает нескольких тысяч градусов.

Ультрафиолетовое излучение  используют в фотографии, для обнаружения скрытых надписей или стертого текста (многие вещества при поглощении ультрафиолета начинают испускать видимый свет), в лампах дневного света, для обнаружения дефектов в металлических изделиях. В настоящее время они находят все большее применение при обеззараживании питьевой воды и очистке сточных вод.

Действие ультрафиолетового  излучения на окружающую среду и  человека достаточно многообразно. Оно дает дезинфицирующий эффект, убивая многие бактерии, и в небольших дозах полезно для человека. Кроме прямого действия на ткани кожи (образование защитного пигмента - загара, витамина Д₂), ультрафиолетовые лучи влияют на центральную нервную систему, стимулируя ряд жизненно важных функций организма, поэтому их применяют при лечении некоторых заболеваний.

3.Инфракрасное излучение обладает ярко выраженным тепловым действием, поэтому часто называется тепловым. Им обладает любое нагретое тело, даже если оно не светится.

В народном хозяйстве инфракрасное излучение используют для сушки, например овощей, фруктов, окрашенных поверхностей автомобилей, в оптических приборах ночного видения (бинокли, прицелы), при фотографировании в темноте. В астрономии инфракрасное фотографирование применяют для определения температуры некоторых звезд и поверхности планет.

Санитарные разработки по защите от инфракрасного излучения исходят из того, что большая часть биологического материала для него непрозрачна. Однако наиболее короткие инфракрасные волны могут проникать в кожу на глубину до 5 мм и в прозрачные среды глаза.

3.3.2 Лазерное излучение.

Под лазерным излучением понимают монохроматический, т.е. одной определенной частоты, согласованный во времени и узконаправленный поток электромагнитных волн оптического диапазона.

Лазеры применяют в  самых различных областях науки  и техники. Их используют для сверхточного измерения расстояния, при прокладке  тоннелей и трубопроводов, в навигации, в военном деле (лазерные прицелы, лазерное оружие), он пригоден для получения тончайших отверстий в керамике, сверхтвердых сплавах, алмазах, полупроводниковых материалах, для резки и сварки. С помощью лазеров получают объемные изображения предметов (голография).

Лазерные лучи применяют  в медицине в качестве скальпеля  при тончайших хирургических операциях, для достижения противовоспалительных и стимулирующих эффектов.

Вместе с тем эксплуатация различных лазерных систем порождает  ряд факторов, неблагоприятных для  окружающей среды:

-слепящий свет;

-вредные химические  примеси в воздухе рабочего помещения, образующиеся при разрядке импульсных ламп (озон и оксиды азота) и испарении материала (монооксид углерода, свинец и ртуть);

-интенсивный шум, достигающий  в момент работы лазера 95-120 дБ;

-воздействие магнитных  полей;

-ультрафиолетовое излучение.

Лазерное излучение  не встречается в естественных условиях, поэтому его биологическое воздействие на любой животный организм является раздражителем, по отношению к которому нет природных механизмов защиты. Под его влиянием в живом организме в целом возникает совокупность структурных, функциональных, биохимических и иммунологических изменений. Можно выделить термическое и нетермическое действия излучения, имеющие соответственно первичный и вторичный характер.

Термические эффекты, вызываемые лазерами непрерывного действия, имеют много общего с обычным нагревом. Под влиянием лазеров в облучаемых тканях происходит нагрев и мгновенное вскипание жидких сред, что приводит к механическим повреждениям тканей.

Вторичные нетермические  эффекты сводятся к неспецифическим изменениям в организме, при этом вероятны функциональные расстройства центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, неврозы и патология вегетативно-сосудистой системы. Наблюдаются также изменения липидного, углеводородного и белкового обменов.

Безопасная работа на лазерных установках предусматривает выполнение определенных требований к технологическому процессу, размещению оборудования и организации рабочих мест. Для исключения облучения персонала нужно ограничивать лазерно-опасную зону или экранировать пучок излучений огнестойким светопоглощающим материалом.

3.4 Экологические  характеристики радио- и низкочастотных  волн.

Работа с источниками сверхвысоких частот (СВЧ) осуществляется в радиолокации и радионавигации, в гидрометеорологии для обнаружения, наблюдения и определения места расположения облачных систем, грозовых облаков. УВЧ-частоты применяют в радиосвязи, радиовещании, телевидении, в медицине в физиотерапевтических кабинетах.

Энергетические импульсы низких частот применяют для штамповки, прессовки, литья, в технологических и бытовых осветительных и нагревательных приборах, электротранспорте и энергетических установках.

Воздействие на организм рассматриваемых ЭМП зависит  от их частот, интенсивности, продолжительности, характера и режима облучения. Преобладающее влияние оказывают радиочастоты большой интенсивности. В этом случае общее биологическое действие проявляется в тепловом эффекте, который либо повышает температуру всего тела, либо избирательно нагревает отдельные ткани или органы.

В целом совокупность нарушений, вызванных в организме действием волн СВЧ-диапазона, известна как радиоволновая болезнь. Основные ее симптомы: ощущение тупой, ноющей, весьма стойкой головной боли, нарушение сна, повышенная раздражительность, нервозность, беспричинное беспокойство, вспыльчивость и резкость поведения.

Наиболее существенные источники радио- и низкочастотных волн в народном хозяйстве - это линии  электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, радио- и телевизионные станции, радиолокационные и навигационные средства, системы сотовой, мобильной, спутниковой связи, электротранспорт и др. В быту загрязняют окружающую среду радио- и телеаппаратура, компьютерная техника и электроприборы. Санитарные правила и нормы устанавливают ПДУ воздействия на людей ЭМИ в диапазоне 30 кГц-300 ГГц.

Для безопасной работы с  источниками ЭМИ необходимы организационные, инженерно-технические, лечебно-профилактические меры и средства защиты.

Основной способ защиты от электромагнитных полей в окружающей среде - расстояние. На селитебной территории планировочные решения при размещении радиотехнических объектов (РТО) и источников низкочастотных излучений выбирают с учетом мощности передатчиков, характеристики направленности, высоты размещения и конструктивных особенностей антенн, рельефа местности и этажности застройки. Вокруг антенных сооружений различного назначения должны создаваться СЗЗ и зоны ограниченной застройки.

Внешняя граница СЗЗ определяется на высоте 2 м от поверхности земли и на расстоянии, при котором достигаются ПДУ электромагнитных полей.

Зона ограниченной застройки  определяется как территория, где  на высоте 2 м от поверхности земли ПДУ превышены.

Для ограничения воздействия промышленных ЭМП на окружающую среду необходимо использовать: экранирование оборудования - источника поля, использование поглотителей мощности (облицовка потолка и стен рабочих помещений материалами с большим содержанием углерода.). Экранирование может быть полным или частичным. Для него пригодны главным образом материалы с высокой электрической проводимостью (медь, латунь, алюминий и его сплавы), применяемые в виде листов или сеток.

4. Радиоактивное загрязнение окружающей среды.

Радиоактивные вещества широко применяются во многих отраслях народного хозяйства. Искусственные радиоактивные изотопы используют при изучении структуры и износа материалов, синтезе химических соединений, в аппаратах и приборах медицинского назначения, в качестве меченых атомов (для исследования фотосинтеза растений, процессов кровообращения). Однако наиболее существенно для человечества применение радиоактивных веществ для производства электроэнергии (АЭС) и атомного оружия.

Радиоактивное загрязнение  природных сред на территории России в настоящее время обусловлено следующими источниками:

-глобально распределенными долгоживущими, радиоактивными изотопами - продуктами испытаний ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей;

-выбросом радиоактивных  веществ из четвертого блока Чернобыльской АЭС в апреле-мае 1986 г.;

-плановыми и аварийными  выбросами радиоактивных веществ в окружающую среду от предприятий атомной промышленности;

-выбросами в атмосферу  и сбросами в водные системы  радиоактивных веществ с действующих АЭС в процессе их нормальной эксплуатации;

-привнесенной  радиоактивностью (твердые радиоактивные отходы и радиоактивные источники).

Основные мероприятия  по защите населения от ионизационного воздействия сводятся к ограничению поступления в окружающую среду отходов производства, содержащих радионуклиды, и зонированию территории вне промышленных предприятий. Для последних при необходимости создают СЗЗ и зону наблюдения.

СЗЗ - территория вокруг источника радиоактивных выбросов, на которой уровень облучения  может превышать ПД. В зоне наблюдения этот уровень не должен быть больше установленного ПД. Территория зоны наблюдения, как правило, в 3-4 раза превышает размеры СЗЗ.

Набор дополнительных мер  безопасности зависит от того, закрытым или открытым является источник радиоактивного излучения. При закрытом источнике возможно только внешнее облучение, поэтому необходима прежде всего защита от его рентгеновской и гамма-составляющих.