Руководство к лабораторным занятиям по гигиене и основам экологии человека рекомендовано
 Скачать 1.78 Mb.
|
|
Карта обследования запыленности воздуха производственных помещений Наименование предприятия______________________________________ Цех, участок___________________________________________________ Место отбора пробы____________________________________________ Производственная операция______________________________________ Смена, час рабочего дня__________________________________________ Номер фильтра_________________________________________________ Начало отбора пробы___________________ч_____________________мин Конец отбора пробы____________________ч_____________________мин Скорость аспирации_____________________________________________ Количество аспирированного воздуха_____________________________ Масса фильтра до аспирации_____________________________________г Масса фильтра после аспирации__________________________________г Температура воздуха в месте отбора пробы________________________°С Атмосферное давление____________________________________мм рт. ст. Дополнительные данные о пыли___________________________________ Ситуационная задача 4.4 Условие. В карьере по добыче руды у экскаватора, занимающегося погрузкой горной породы, сделали пробы воздуха с целью определения концентрации пыли, ее химического состава и дисперсности пылевых частиц. Концентрация пыли в воздухе рабочей зоны составила 4 мг/м3. Пыль содержала 55 % свободной двуокиси кремния (ПДК для данного вида пыли — 2 мг/м3). Дисперсность пылевых частиц следующая:
Задание. Оцените условия труда на данном рабочем месте. Дайте рекомендации по их улучшению. Ответьте на вопросы и выполните задания. Дайте определение ПДК пыли в воздухе. Какие заболевания могут быть вызваны воздействием на организм производственной пыли? Какие характеристики пыли, представленные в условии задачи, имеют определяющее значение в развитии силикоза? Перечислите основные теории патогенеза силикоза с расшифровкой механизма его развития согласно наиболее признанной в настоящее время теории. Какие формы силикоза различают по рентгенологической картине течения данного заболевания? Какие специалисты должны принимать участие в предварительных медицинских осмотрах лиц, поступающих на производство по добыче руды?* В чем заключаются обязанности цехового терапевта на пылевых производствах?* С учетом каких данных решается вопрос о трудоспособности больных силикозом?* В чем состоят лечебно-профилактические мероприятия для больных неосложненным силикозом?* 10.На какой срок выдают больничный лист по временной нетрудоспособности больному силикозом Iстадии, осложненнымочаговым или инфильтративным туберкулезом легких?* Вариант ответа Условия труда на данном рабочем месте не соответствуют гигиеническим требованиям, так как запыленность воздуха превышает ПДК в 2 раза, а дисперсность пыли (80 % пылевых частиц размером от 1 до 5 ммк) определяет ее выраженную фиброгенную активность. Улучшение условий труда на данном рабочем месте может быть достигнуто за счет герметизации кабины экскаватора, использования оросительных устройств, осаждающих пыль, применения индивидуальных средств защиты (масок, респираторов и др.), лечебно-профилактических мероприятий (предварительных и периодических медицинских осмотров, физиотерапевтических процедур). Предельно допустимая концентрация пыли в воздухе — это концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе (не более 40 ч в неделю) в течение всего рабочего стажа не должна приводить к возникновению заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдельные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Заболевания, возникающие под влиянием пыли на производстве, подразделяют: а)на специфические (пневмокониозы и аллергические болезни); б)неспецифические (хронические болезни органов дыхания —бронхиты, трахеиты, ларингиты, пневмонии; заболевания глаз —конъюнктивиты, кератиты; заболевания кожи — дерматиты, пиодермии). 3.Определяющее значение в развитии силикоза имеют концентрация пыли в воздухе, содержание в пыли свободной двуокисикремния и дисперсность пылевых частиц. 4.Существуют механическая, токсико-химическая, коллоидная, иммунологическая теории и теория полимеризации кремневой кислоты. Согласно наиболее признанной иммунологическойтеории первичным звеном патогенеза при силикозе является фагоцитоз пылевых частиц макрофагами (гистиоцитами), в результате чего образуются так называемые «пылевые клетки». В этихклетках развиваются дистрофические процессы из-за сорбции белков цитоплазмы макрофага на пылевой частичке. Пылевая клетка погибает, в результате чего освобождается комплекс пылевой клетки с сорбированным на ней белком цитоплазмы, выступающим в виде «чужеродного белка», т.е. антигена. На данный антиген вырабатываются антитела, и идет процесс взаимодействия «антиген-антитело», что вызывает осаждение преципитата вокруг пылевой частички. Освободившаяся частичка заглатывается следующим макрофагом, и процесс повторяется бесконечное число раз, что и ведет к слоистому осаждению преципитата и развитию силикатического узелка. По рентгенологической картине различают узелковую, диффузно-склеротическую и опухолевидную формы силикоза. В предварительных медицинских осмотрах должны принимать участие терапевт, невропатолог, офтальмолог, дерматовенеролог, отоларинголог и хирург. На пылевых производствах терапевт должен: оказывать квалифицированную лечебную помощь работающим (в необходимых случаях с привлечением других специалистов или использованием стационара); организовывать и проводить предварительные (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры (совместно с центром Госсанэпиднадзора России и администрацией предприятия); анализировать причины общей и профессиональной заболеваемости и участвовать в разработке мероприятий по их профилактике и снижению (совместно с центром Госсанэпиднадзора России и администрацией предприятия); проводить санитарно-просветительную работу. 8.Вопрос о трудоспособности больных силикозом решается наосновании: а)стадии заболевания; б)формы заболевания; в)течения заболевания; г)характера имеющихся осложнений и сопутствующих заболеваний; д)профессии и условий труда больного. 9.Лечебно-профилактические мероприятия для больных неосложненным силикозом включают: а)тепловлажные щелочные и соляно-щелочные ингаляции; б)облучение грудной клетки ультрафиолетовыми лучами иУВЧ; в)дыхательную гимнастику. 10.Больничный лист по временной нетрудоспособности больному силикозом Iстадии выдают на срок до 10 мес. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 4.5 РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ РАБОТЕ С РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ И ИСТОЧНИКАМИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Цель занятия. Студентов знакомят с основными параметрами защиты для создания безопасных условий работы с источниками ионизирующих излучений. Практические навыки. Студентов учат оценивать радиационную обстановку и давать рекомендации по радиационной защите. Нормативные документы. СП 2.6.1.758-99 «Нормы радиационной безопасности»; СП 2.6.1.799-99 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности». Задания. В процессе изучения темы студент должен: ознакомиться с методами расчета защиты от -излучения. решить задачи по расчету защиты от -излучения. Методические указания к заданиям Использование радиоактивных веществ сопряжено с опасностью воздействия на организм человека ионизирующей радиации. В результате несоблюдения мер радиационной безопасности могут возникнуть непосредственные и отдаленные последствия (острая и хроническая лучевая болезнь, лейкозы, злокачественные новообразования) и генетические последствия. Поэтому при использовании радиоактивных веществ принимают меры, предохраняющие от излишнего облучения людей извне, а также от проникновения радиоактивных веществ внутрь организма (инкорпорирование) и внутреннего облучения. Поскольку -лучи по сравнению с - и -излучением обладают наибольшей проникающей способностью, при расчетах защиты от внешнего облучения прежде всего рассчитывают защиту от -излучения. Главной целью радиационной безопасности является охрана здоровья людей от вредного воздействия ионизирующей радиации без необоснованных ограничений полезной деятельности при использовании радиоактивных веществ и источников ионизирующих излучений в разных областях хозяйства, науке и медицине. Для количественной характеристики ионизирующей радиации используют понятие «экспозиционная доза». Системной единицей экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг), внесистемной — рентген (Р). Обе единицы установлены, исходя из степени ионизации воздуха под влиянием ионизирующей радиации. Кулон, деленный на килограмм, — это количество энергии ионизирующего излучения, под действием которогов 1 кг воздуха образуются ионы, несущие заряд в 1 Кл количества электричества каждого знака. Рентген — это доза, под действием которой в 1 см3 воздуха образуются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака (2,08109 пар ионов): 1 P= 0,258 мКл/кг = 2,5810-4 Кл/кг. В последней редакции норм радиационной безопасности (НРБ-99) понятие «экспозиционная доза» не используется и соответственно не используются единицы ее выражения. Для характеристики степени воздействия рентгеновского или -излучения на биологические объекты в указанных нормах пользуются понятием «поглощенная доза», которая выражается системной единицей грей (Гр) или внесистемной рад. Грей (Дж/кг) — количество энергии ионизирующей радиации, под действием которого в 1 кг облучаемого вещества поглощается энергия, равная 1 Дж. Рад — единица поглощенной дозы, равная 100 эргам, поглощенным в 1 г вещества. Для оценки степени радиационной опасности хронического облучения излучением произвольного состава введено понятие «эквивалентная доза» (Н), представляющее собой произведение поглощенной дозы (D)и взвешивающего коэффициента для данного вида излучения (WR). В качестве единиц эквивалентной дозы используют зиверт (системную единицу) и бэр (специальную единицу): 1 Зв = 1 Гр WR= 100 рад WR= 100 бэр. Определенная числовая зависимость между системными и внесистемными единицами активности и дозами излучения представлена в табл. 1.23. Взвешивающий коэффициент (WR) для данного вида излучения учитывает относительную эффективность разных видов излучения в зависимости от его биологического действия. Для рентгеновского - и -излучения он равен единице, поэтому дозы облучения, выраженные в радах и бэрах или в греях и зивертах, будут иметь одинаковые значения. Мощность дозы — это доза облучения, получаемая объектом в единицу времени (секунду, минуту, час). Эффективная доза (Е) — доза гипотетического одномоментного облучения человека, вызывающая такие же биологические эффекты, как подобная доза протяженного во времени или фракционированного облучения. Она измеряется в зивертах. Эта доза используется как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Эффективная доза представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органе и соответствующих взвешивающих коэффициентов для данного органа или ткани (WT). Значения этого коэффициента для тканей и органов приведены ниже:
Пример. При рентгеновском обследовании грудной клетки средняя эквивалентная доза облучения легких составила 180 мкЗв, молочной железы — 30; щитовидной железы — 50; красного костного мозга — 110; гонад — 10; поверхности костной ткани — 23; желудка, кишечника, печени, почек, селезенки, поджелудочной железы — по 20 мкЗв. Облучением остальных органов и тканей можно пренебречь. Эффективную эквивалентную дозу, полученную пациентом при обследовании, определяют следующим образом, мкЗв: 1800,12 + 300,05 + 500,05 + 1100,12 + 100,2 + 230,01 + 200,12 + + 200,05 + 200,05 + 200,05 + 200,05 + 200,05 = 50. Предел дозы — это величина годовой эффективной или эквивалентной дозы излучения, которую нельзя превышать в условиях нормальной работы. Нормы радиационной безопасности разрабатываются и перерабатываются на основе рекомендаций Международной комиссии по радиационной защите. В настоящее время в России действует НРБ-99 (СП 2.6.1.758-99). Основные принципы радиационной безопасности Существует три принципа радиационной безопасности. Принцип нормирования подразумевает соблюдение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующих излучений. Принцип обоснования запрещает все виды деятельности по использованию ионизирующих излучений, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучением. Принцип оптимизации означает поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующих излучений. При реализации этого принципа принимается, что облучение в коллективной эффективной дозе в 1 человеко-зиверт (чел.-Зв) приводит к потере 1 человеко-года жизни. Нормами радиационной безопасности устанавливаются следующие категории облучаемых лиц: персонал (группа А) — лица, работающие с техногенными источниками излучения; персонал (группа Б) — лица, находящиеся по условиям работы в сфере воздействия излучения; население — все лица, включая персонал вне работы с источниками ионизирующего излучения. Для этих категорий устанавливаются пределы эффективных и эквивалентных доз по трем группам органов (хрусталику глаза, коже, кистям и стопам) (табл. 4.14). Таблица 4.14. Основные пределы доз (НРБ-99), мЗв
Существует также опасность возникновения отдаленных эффектов и генетических последствий от воздействия радиации. Поэтому должны приниматься меры по максимально возможному ограничению облучения населения (в частности, при рентгенорадиологических исследованиях). Доза внешнего облучения, полученного при работе с источником, зависит от активности источника, расстояния от него, времени облучения. Это создает возможность использовать указанные факторы для защиты от внешнего облучения. Правильное решение вопросов защиты возможно лишь на основании знания методов дозиметрии и принципов защиты. Расчет основных параметров защиты от внешнего облучения Рассмотрим расчеты, позволяющие создать безопасные условия работы с источниками ионизирующих излучений. Доза, полученная при работе с радионуклидами (Z), Зв), может быть рассчитана математически по формуле  где А — активность радионуклидов в источнике, мКи; К— постоянная для данного радионуклида; t— время облучения, ч; r — расстояние от облучателя, см. Полученная таким образом величина не будет иметь высокой степени точности, так как отражает только общие закономерности и изменяется под влиянием большого числа факторов. Вместе с тем данная формула отражает общие закономерности формирования дозы облучения и поэтому может быть использована для получения принципиальной «формулы защиты». Критерием при расчете параметров защиты от внешнего облучения является предел эффективной дозы, который для работающих с радиоактивными веществами (персонал, группа А) составляет 20 мЗв в год (см. табл. 4.14). Хотя в настоящее время предел доз на неделю не регламентируется, при расчетах удобнее пользоваться недельной дозой, которая при равномерном распределении годового облучения составляет 0,4 мЗв. Подставив значение недельной дозы, приведя в соответствие единицы измерения величин и выразив расстояние в метрах, можно получить упрощенную формулу для расчета основных параметров защиты:  где A— активность источника облучения, Бк; t — время облучения за рабочую неделю, ч; r — расстояние от источника облучения, м; 1,8 108 — коэффициент пересчета. Так как данная формула отражает соотношение между активностью источника, расстоянием и временем облучения при безопасных условиях работы, ее можно использовать для расчета основных параметров защиты. Защита количеством заключается в определении предельно допустимой активности источника, с которой можно работать без экрана в течение данного времени на данном расстоянии. Пример. Оператор постоянно работает на расстоянии 1 м от источника излучения в течение 36 ч в неделю. С какой максимальной активностью источника излучения он может работать? В соответствии с формулой, Бк:  Защита временем заключается в определении срока работы с радиоактивным веществом в течение недели, при котором создаются безопасные условия (без превышения предела дозы) при постоянной работе. Пример. В лаборатории работают с источником облучения активностью 5,6107 Бк на расстоянии 1 м от него. Необходимо определить допустимое время работы (за неделю). В соответствии с формулой, ч в неделю:  Защита расстоянием заключается в определении расстояния от работающего до источника излучения, на котором (при данном источнике и времени) можно работать безопасно. Пример. Сестра радиологического отделения в течение 6 ч шесть дней в неделю готовит препараты радия активностью 5,8106 Бк. На каком расстоянии от источника она должна работать? В соответствии с формулой, м:  Защита экранами основана на способности материалов поглощать радиоактивное излучение. Интенсивность поглощения -излучения прямо пропорциональна плотности материалов и их толщине и обратно пропорциональна энергии излучения. При наружном облучении -частицами в экранировании нет необходимости, так как -частицы имеют небольшой пробег в воздухе и хорошо задерживаются другими материалами (например, лист бумаги их не пропускает). Для защиты от -излучения следует применять легкие материалы: алюминий, стекло, пластмассы, так как при поглощении ими данного излучения образуется мягкое тормозное рентгеновское излучение в отличие от жесткого излучения при поглощении тяжелыми материалами. Слойалюминия толщиной 0,5 см полностью задерживает -частицы. Для полной защиты от -излучения целесообразно использовать двухслойные экраны: первый (из легкого материала) поглощает -частицы; второй (из более тяжелого) рассеивает тормозное излучение. Для защиты от -лучей следует применять экраны из тяжелых металлов: свинца, чугуна и других тяжелых материалов (бетона), наиболее хорошо рассеивающие излучение. Можно использовать также грунт, воду и т.д. Толщину защитного экрана, который ослабит мощность -излучения до предельно допустимых уровней, можно рассчитать двумя способами: по таблицам (с учетом энергии излучения); слою половинного ослабления (без учета энергии излучения). В зависимости от энергии -излучения его проникающая способность будет разной. Поэтому для точного расчета толщины защитных экранов составлены специальные таблицы, в которых учитывается кратность ослабления и энергия излучения (табл. 4.15). Таблица 4.15. Толщина защитного экрана из свинца в зависимости от кратности ослабления и энергии -излучения (широкий пучок), мм
Пример. Лаборант, фасующий радиоактивное золото 198Аu с энергией излучения 0,4 МэВ, без защиты получит через неделю дозу облучения 2,0 мЗв. Какой толщины свинцовый экран необходимо применить для создания безопасных условий работы лаборанта? Величина коэффициента ослабления (кратность ослабления) определяется по формуле  где Кос — кратность ослабления; Р — полученная доза; Р0 — предел дозы. В данном примере:  В табл. 4.15 на пересечении линий, соответствующих кратности ослабления 5 и энергии излучения 0,4 МэВ, находим, что необходимая толщина свинцового экрана должна быть 9 мм. При несовпадении данных кратности ослабления и энергии излучения с указанными в таблице результат находят методом интерполирования либо используют последующие числа, обеспечивающие более надежную защиту. Слоем половинного ослабления называется толщина материала, ослабляющая мощность -излучения в 2 раза. Число слоев половинного ослабления в зависимости от необходимой кратности ослабления представлено ниже:
Пример. Требуется ослабить интенсивность -излучения 60Со в 1000 раз экраном из свинца, для которого один слой половинного ослабления равен 1,8 см. Находим, что для ослабления в 1000 раз требуется 10 слоев половинного ослабления свинца. Следовательно, общая толщина свинцового экрана равна, см: 1,810= 18. Толщина одного слоя половинного ослабления составляет, см: для свинца — 1,8; бетона — 10; дерева — 25; грунта — 14. Ситуационная задача 4.5 Условие. В ночь аварии на Чернобыльской АЭС наибольшие дозы облучения получили 600 чел. из числа охраны промплощадки. Эти люди подверглись сравнительно равномерному внешнему облучению всего тела. Из них у 134 чел. средняя индивидуальная доза составила 3,4 Зв и была диагностирована острая лучевая болезнь. У других ликвидаторов в первые дни после аварии средние индивидуальные дозы составили 0,56 Зв, у пилотов вертолетов — 0,26 Зв, у персонала ЧАЭС — 0,087 Зв. Задание. Дайте оценку полученных ликвидаторами доз облучения и тактику их дальнейшего трудоустройства и лечения. Ответьте на следующие вопросы и выполните задания. Как рассчитать необходимую толщину экранов из свинца и из бетона для защиты персонала ЧАЭС от внешнего -излучения с целью обеспечения необходимых норм радиационной безопасности? Какие еще средства защиты от внешнего излучения следовало применять в данной ситуации? Какие лучевые поражения (кроме лучевой болезни) могли возникнуть у людей-ликвидаторов аварии на ЧАЭС? Назовите лучевые поражения, относящиеся к детерминированным и стохастическим эффектам. Объясните, в чем заключается принципиальное отличие этих двух групп заболеваний. Объясните, что такое эффективная коллективная доза и как ее величина связана с вероятностью возникновения стохастических эффектов? Назовите принципы измерения радиоактивности и доз излучения, а также объясните, на каких явлениях основаны эти принципы. Перечислите и дайте определение доз, используемых для количественной оценки ионизирующих излучений. Назовите единицы измерения этих доз. Какой термин используется в настоящее время для регламентации облучения людей в России? Какие категории облучаемых лиц установлены НРБ-99? Из каких величин складывается понятие «эффективная (эквивалентная) годовая доза»? Дайте определение и приведите примеры радиоактивных источников в закрытом виде. Назовите источники ионизирующей радиации, дающие в настоящее время (в среднем по России) наибольший вклад в полную годовую эффективную дозу населения. Укажите долю вклада каждого источника в процентах. Каково значение вклада прошлых радиационных аварий в коллективную дозу облучения населения? Вариант ответа Из приведенных данных видно, что все категории аварийного персонала значительно переоблучились. Предел эффективной дозы для персонала группы А не должен превышать 20 мЗв в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв за год. Таким образом, превышение индивидуальных доз составило: группа 1: 3 400 мЗв : 50 мЗв = 68 раз; группа 2: 560 мЗв : 50 мЗв = 11,2 раза; группа 3: 260 мЗв : 50 мЗв = 5,2 раза; группа 4: 87 мЗв : 50 мЗв = 1,74 раза. Практика показывает, что при облучении дозой 150 мЗв наблюдаются клинически значимые нарушения кроветворения, а доза более 1000 мЗв приводит к развитию острой лучевой болезни. В связи с этим ликвидаторы группы 1 должны быть срочно госпитализированы и подвергнуты комплексному лечению лучевой болезни. Лица групп 2 и 3 должны быть также госпитализированы и подвергнуты динамическому обследованию с целью выявления начальных стадий нарушения процессов кроветворения и их последующего лечения и коррекции. Персонал группы 4 должен проходить динамическое наблюдение. Однако при отсутствии каких-либо нарушений здоровья они могут быть допущены к продолжению работы по специальности при условии получения ими в течение следующего года индивидуальной дозы, не превышающей20 мЗв/г. При выявлении нарушений здоровья вопрос об их трудоустройстве решается индивидуально. 1. Для расчета защиты экранами с целью предупреждения превышения допустимого предела эффективной дозы можно использовать расчет по слою половинного ослабления. Для этого находятвеличину, точно соответствующую полученным уровням превышения или округленную в сторону увеличения. В результате необходимые кратности ослабления составляют 128, 16, 8 и 2 раза,что соответствует семи, четырем, трем и одному слою половинного ослабления. Учитывая, что толщина одного слоя половинного ослабления для свинца составляет 1,8 см, а для бетона — 10 см,вычисляют общую толщину экранов из свинца и бетона для защиты всех четырех групп ликвидаторов. Для группы 1 толщина свинцового экрана составит 1,87 = 12,6 см; толщина экрана из бетона: 107 = 70 см. Для группы 2 толщина свинцового экрана равна 1,84 = 7,2 см; толщина экрана из бетона — 104 = 40 см. Для группы 3 толщина свинцового экрана составит 1,83 = 5,4 см; толщина экрана из бетона — 103 = 30 см. Для группы 4 толщина свинцового экрана равна 1,81 = 1,8 см; толщина экрана из бетона — 101 = 10 см. Кроме защиты экранами в данной ситуации можно было применить защиту расстоянием (увеличение расстояния от источника-излучения до людей) и временем (сокращение времени пребывания людей в зоне повышенной радиации). Кроме лучевой болезни у ликвидаторов аварии следовало ожидать лучевые ожоги, лучевые катаракты хрусталика глаза, нарушения гемопоэза, временную или постоянную стерильность, генетические нарушения, лейкозы и опухоли. К детерминированным эффектам относятся острая и хроническая лучевая болезнь, лучевые ожоги, лучевые катаракты, нарушения гемопоэза, временная или постоянная стерильность. Детерминированные эффекты излучения возникают только после воздействия определенных пороговых доз, ниже которых эти эффекты клинически не проявляются. При воздействии доз выше пороговых тяжесть эффекта зависит от дозы. К стохастическим эффектам относятся генетические нарушения, лейкозы и опухоли. Стохастические вероятностные эффекты не имеют дозового порога. Теоретически они могут возникнуть при сколь угодно малой дозе облучения. При этом вероятность их возникновения тем меньше, чем ниже доза. 4. Коллективная эффективная доза — это мера коллективногориска возникновения стохастических эффектов облучения, равная сумме индивидуальных эффективных доз. Вероятность возникновения отдаленных или стохастических последствий будет возрастать линейно с увеличением коллективной дозы. 5. Существует несколько принципов измерения радиоактивности и доз излучения. Ионизационный принцип основан на ионизации воздуха или другого газа между двумя электродами, имеющими разные потенциалы, измеряемой по возникающему электрическому току. Сцинтилляционный принцип основан на возбуждении и ионизации атомов и молекул вещества при прохождении через него заряженных частиц, сопровождаемых испусканием светового излучения (сцинтилляции), которые усиливаются с помощью фотоэлектронного умножителя и регистрируются счетным устройством. Люминесцентные принципы (радиофотолюминесценция и радиотермолюминесценция) основаны на накоплении в люминофорах поглощенной энергии, которая освобождается под воздействием ультрафиолетового излучения или нагревания. В результате наблюдаемые оптические эффекты могут служить мерой поглощенной энергии. Фотохимический принцип основан на воздействии ионизирующих излучений на фотоэмульсию фотографической пленки. Доза измеряется по оптической плотности почернения проявленной и фиксированной пленки. 6. Для количественной оценки ионизирующих излучений используют: а) поглощенную дозу — величину энергии ионизирующегоизлучения, переданную веществу. В единицах СИ она измеряетсяв джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальноеназвание — грей (Гр); б) эквивалентную дозу — поглощенную дозу в органе или ткани, умноженную на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения. Единицей эквивалентной дозыявляется зиверт (Зв); в) эффективную дозу — дозу гипотетического одномоментного облучения человека, вызывающую такие же биологические эффекты, что и подобная доза протяженного во времени или фракционированного облучения. Это доза применяется как мера рискавозникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающиекоэффициенты. Единица эффективной дозы — зиверт (Зв). 7. В соответствии с НРБ-99 в настоящее время установлены пределы индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующих излучений. Нормами радиационной безопасности устанавливаются следующие категории облучаемых лиц: а) персонал (группа А) — лица, работающие с техногенными источниками излучения; б) персонал (группа Б) — лица, находящиеся по условиямработы в сфере воздействия излучения; в) население — все лица, включая персонал вне работы с источниками ионизирующего излучения. Эффективная (эквивалентная) годовая доза — это сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год. Радиоактивный источник в закрытом виде — источник излучения, устройство которого исключает поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду в условиях применения и износа, на которые он рассчитан (например, рентгеновские и гамма-аппараты, аппараты для гамма-дефектоскопии, флюорографические аппараты и др.). 10. В среднем по России наибольший вклад в полную годовуюэффективную дозу населения дают, %: а) природные источники — 69,8; б) медицинское облучение — 29,4; в) другие источники — 0,8. 11. Вклад радиационных аварий в коллективную дозу облучения населения в среднем по России составляет менее 1 %. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 4.6 САНИТАРНО-ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬНА ОБЪЕКТАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИСТОЧНИКОВИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Цель занятия. Студентов знакомят с дозиметрической аппаратурой и методами дозиметрического контроля. Практические навыки. Студентов учат пользоваться дозиметрической аппаратурой, оценивать результаты измерений. Нормативные документы. СП 2.6.1.758-99 «Нормы радиационной безопасности — 99»; СП 2.6.1.799-99 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности». Задания. В процессе изучения темы студенты должны: по прилагаемому дозиметру определить на приборе КИД-6 суммарную дозу облучения, полученную рабочим, и дать заключение в соответствии с условиями полученной задачи; ознакомиться с устройством карманного прямопоказывающего дозиметра ДК-0,2 и освоить его зарядку на зарядном устройстве; ознакомиться с устройством и принципом измерения индивидуальных доз облучения дозиметрами фотоконтроля и термолюминесцентными (по настоящему руководству и наглядным пособиям); кратко изучить методику определения мощности дозы излучения с помощью прибора ДРС-01; узнать методику определения интенсивности рентгеновского излучения с помощью микрорентгенометра МРМ-2; ознакомиться с методикой контроля радиоактивной загрязненности поверхностей (3-активными веществами с помощью прибора СЗБ2-1М. Методические указания к заданиям Основным способом проверки достаточности мер радиационной защиты персонала является дозиметрический контроль, который включает: определение индивидуальных доз облучения, получаемых каждым работающим; систематический контроль за мощностью дозы облучения непосредственно на рабочих местах и в смежных помещениях; применение приборов, сигнализирующих о превышении допустимой дозы облучения. В соответствии с этим приборы, используемые для дозиметрического контроля, делятся на три группы. 1. Дозиметры индивидуального контроля, предназначенные для измерения доз внешнего облучения, получает каждый работник,подвергающийся воздействию ионизирующей радиации. Они могут быть ионизационными, фотохимическими, термолюминесцентными (КИД-6; ДК-02; ИФК-1 и др.) (рис. 4.6).  Рис. 4.6. Индивидуальные дозиметры: а — из комплекта КИД-2; б — прямопоказывающий карманный ДК-02; в — кассета дозиметра ИФК-1 2. Стационарные или переносные приборы предназначены дляизмерения мощностей доз излучения. К приборам этого типа относят радиометры и интенсиметры «Аргунь», РУП-1, «Луч-А»,«Араке», «Актиния» и др. Датчики приборов указанных двух групп работают обычно по принципу ионизационных счетчиков или сцинтилляторов. 3. Стационарные установки для регистрации мощности излучений применяют в помещениях. Датчики таких приборов размещают в местах измерений, а пульт управления может бытьвынесен. Как правило, приборы такого типа оборудованы сигнализирующими устройствами, которые подают световые или звуковые сигналы в случае превышения допустимой мощности дозы(прибор заранее настраивают на определенный уровень радиации). К таким приборам относят установки типа УСИТ-1, УСИТ-2,УСИД-12идр. Прибор для индивидуального контроля безопасности типа КИД-6. Комплект индивидуальных дозиметров КИД-6 предназначен для измерения суммарной дозы рентгеновского или -излучения в пределах 2 Р, полученной за определенный промежуток времени (рабочий день, неделю и т.д.). Прибор состоит из двух частей: зарядно-измерительного устройства, которое питается от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В. Шкала измерительного устройства градуирована в рентгенах, отсчет ведется справа налево; набора двойных конденсаторных камер (индивидуальных дозиметров), которые оформлены в виде автоматических ручек с держателем. Комплект таких дозиметров помещается в отдельном ящике. Чувствительным элементом прибора является конденсаторная ионизационная камера, которую перед началом работы заряжают до определенного потенциала. При размещении камеры в поле ионизирующего излучения в ее объеме возникает ионизационный ток. Этот ток снижает потенциал конденсаторной камеры пропорционально мощности дозы и времени воздействия излучения. Таким образом, по снижению напряжения на конденсаторе можно судить об общей дозе облучения, полученной камерой, а следовательно, и человеком, в кармане которого она находилась. Каждый индивидуальный дозиметр имеет две конденсаторные камеры разной емкости (по одной с каждого конца). Одна из них (со стороны держателя) служит для измерения малых доз облучения (до 0,2 Р), другая — для измерения больших доз (до 2 Р). На измерительной шкале соответственно находятся две градуировки(до 0,2 и 2 Р). При измерении на зарядно-измерительном устройстве дозы той или иной камеры дозиметра лампочки диапазонов, указывающие, по какой шкале необходимо проводить отсчет, автоматически переключаются. Начинать измерение надо с камеры для больших доз. Если при этом окажется, что полученная доза меньше 0,2 Р, то нужно перевернуть дозиметр и по камере с малой емкостью определить дозу более точно. До начала измерения необходимо настроить зарядно-измерительный прибор с помощью запасного дозиметра (включает и настраивает прибор лаборант). При положении тумблера «Измерение» плотно вставляют исследуемую камеру дозиметра, полученного у преподавателя, в гнездо «Измерение» и отсчитывают дозу облучения (по шкале, соответствующей горящей лампочке поддиапазона). Пример. При индивидуальной дозиметрии установлено, что рабочий получил дозу облучения, равную 0,9 мЗв (в пересчете на эффективную дозу). Согласно условиям задачи, эта доза была получена за 24 рабочих часа. Следовательно, за неделю (36 рабочих часов) рабочий получит дозу, равную 1,4 мЗв. Если он будет продолжать работать в таких условиях, то получит дозу, превышающую предел дозы в 3,5 раза (1,4 мЗв50 недель = 70 мЗв). Необходимо изменить условия работы таким образом, чтобы получаемая доза уменьшилась в 3,5 раза. Прямопоказывающий карманный дозиметр ДК-02. Дозиметр выполнен в виде авторучки и заряжается от зарядного устройства ЗД-4. Этот прибор предназначен для определения индивидуальной дозы жесткого -излучения и обеспечивает измерение дозы в диапазоне от 0 до 200 мР. Принцип его действия такой же, как у дозиметра прибора КИД-6. Измеряют потенциал ионизационной камеры дозиметра ДК-02 с помощью миниатюрного электроскопа, смонтированного внутри дозиметра. Отклонение подвижной системы электроскопа (платинированной кварцевой нити) измеряется с помощью отсчетного микроскопа со шкалой, отградуированной в миллирентгенах, который вмонтирован в дозиметр. Для приведения дозиметра в рабочее состояние его следует зарядить. После этого он будет непосредственно показывать дозу облучения, если смотреть в оптическую систему на источник света через окуляр, расположенный в верхнем торце дозиметра (со стороны держателя). Заряжают дозиметр следующим образом: отвинчивают нижний наконечник дозиметра и защитный колпачок зарядного устройства; ручку потенциометра на зарядном устройстве поворачивают влево до отказа; дозиметр вставляют в гнездо зарядного устройства; включают подсветку зарядного гнезда и высокое напряжение (тумблер зарядного устройства ставят в положение «Вкл.»); наблюдая в окуляр дозиметра, нажимают на дозиметр и поворачивают ручку потенциометра вправо до тех пор, пока изображение нити на шкале дозиметра не перейдет примерно на два деления левее нуля. Выключают зарядное устройство, вынимают дозиметр и касаются металлической проволочкой центрального контакта дозиметра; проверяют положение нити на свет: ее изображение должно быть на нулевом делении шкалы; заворачивают нижний наконечник дозиметра и колпачок зарядного устройства. Заряженный дозиметр помещают вблизи источника -излучения (расстояние и время облучения указывает преподаватель) и по окончании облучения отсчитывают дозу, полученную прибором. После этого дают заключение о безопасном времени пребывания человека на том расстоянии от препарата, на котором находился дозиметр. Индивидуальный фотоконтроль ИФК-1. Принцип действия дозиметров этого типа состоит в регистрации степени потемнения фотопленки в зависимости от дозы ионизирующей радиации. Оценивают степень потемнения путем сравнения со стандартными шкалами либо измерения на специальных денситометрах. Фотопленку помещают в кассету, изготовленную из воздухоэквивалентного материала, разделенного на секции, имеющие различные по толщине фильтры, которые изготовлены из разных материалов (медь, алюминий, гетинакс и др.). Таким дозиметром можно определить суммарную дозу облучения за определенный промежуток времени, оценить энергию излучения. С помощью прибора ИФК-1, имеющего отверстие в одной секции, можно определить дозу за счет -частиц. Термолюминесцентные дозиметры (контрольный дозиметр термолюминесцентный (КДТ-02), осуществляющий индивидуальный люминесцентный контроль). Принцип действия термолюминесцентных дозиметров заключается в способности некоторых химических соединений накапливать энергию, получаемую при облучении их ионизирующей радиацией, и выделять ее при нагревании в виде видимых лучей. В специальные кассеты помещают стекло, покрытое термолюминесцентным составом, либо крупные таблетки, спрессованные из него. Кассеты закрепляют на груди облучаемого. Для измерения дозы кассету вскрывают в специальном регистрирующем приборе. Активный элемент, находящийся в ней, нагревают, и он начинает испускать лучи, которые регистрируют с помощью фотоэлементов. Интенсивность свечения элемента зависит от суммарной дозы полученной радиации. Дозиметр для измерения мощности дозы ДРС-01. Дозиметр предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы непрерывного и импульсного рентгеновского и -излучения. Он может применяться в дозиметрических лабораториях научно-исследовательских учреждений и промышленных предприятий. Действие прибора основано на сцинтилляционном методе измерения ионизирующих излучений. Он состоит из пульта и блока детектирования, соединенных кабелем. В блоке детектирования расположены фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), световой затвор и сцинтиллятор. В пульте размещены электрическая схема, регистрирующая ток ФЭУ, преобразователь постоянного напряжения, блок питания. Шкала измерительного прибора откалибрована в микрорентгенах в секунду (от 3 до 33 мкР). Подготавливаться к работе необходимо в следующей последовательности: переключатель «В2» ставят в положение «Выкл.»; переключатель «В1» ставят в положение «Ток стаб.»; дозиметр подключают к сети и включают переключатель «В2» в положение «Напр. выше 30». При этом стрелка должна остановиться на делении «2» по шкале, обозначенной «0—3»; после двухминутного прогрева переключатель «В1» ставят в положение «Накал». Стрелка измерительного прибора должна остановиться на делении «2» по шкале «0—3»; переключатель «В1» устанавливают в положение «Анод». При этом стрелка должна остановиться на делении «1,45» по шкале «0—3»; переключатель «В1» переводят в положение «Уст. нуля» и при закрытом затворе (на детекторе) устанавливают стрелку на «0». После трехминутного прогрева переключатель «В1» переводят в положение «30», открывают световой затвор; снимают показания от контрольного источника. Показания должны быть «1,7» по шкале, обозначенной «0—3». Это соответствует 17 мкР. Снимают контрольный источник. Прибор готов к работе. Микрорентгенометр медицинский МРМ-2. Прибор предназначен для измерения мощности дозы рентгеновского и -излучения с энергией 0,025—3,0 МэВ. Шкала прибора отградуирована в микрорентгенах, деленных на секунду. Перед включением прибора ручки управления должны находиться в следующих положениях: а) тумблер «Вкл.-Выкл.» — в положении «Выкл.»; б) тумблер «Измерение—Контроль» — в положении «Измерение»; в) переключатель поддиапазонов — в положении «Уст. нуля». В зависимости от используемого источника тока выбирают шнур питания и присоединяют его к прибору. При питании от сети переменного тока переключатель напряжения сети устанавливают в положение, соответствующее напряжению. Тумблером «Вкл.-Выкл.» включают прибор. При этом загорается сигнальная лампочка. Прибор прогревают влечение 15 мин, после чего можно начать измерение. Переключатель поддиапазонов переключают на тот диапазон, на котором можно отсчитать измеряемую мощность дозы. При измерениях на первых четырех поддиапазонах отсчет проводят через 10 с после момента переключения, на пятом поддиапазоне — не ранее чем через 20 с. Отсчет проводят по шкале с учетом рабочего поддиапазона. Измерение радиоактивной загрязненности поверхностей. При работе с радиоактивными веществами в открытом виде, а также в результате аварий могут загрязняться рабочие поверхности, кожа, спецодежда, средства индивидуальной защиты и другие объекты. Для контроля за таким загрязнением вводится понятие «допустимый уровень загрязнения». В табл. 4.16 приведены допустимые уровни загрязнения для ряда поверхностей. Таблица 4.16. Допустимые уровни общего радиоактивного загрязнения рабочих поверхностей, кожи (в течение рабочей смены),спецодежды и средств индивидуальной защиты, частиц/минсм2
Наличие такого загрязнения может быть обнаружено и измерено с помощью ряда приборов, в частности, переносного универсального радиометра РУП-1, позволяющего обнаружить а- и 0-частицы. Для сигнализации о превышении порога загрязнения -активными веществами может быть использован прибор СЗБ2-1М, который обеспечивает включение сигнализации при достижении заданного порогового уровня излучения (рис. 4.7).  Рис. 4.7. Сигнализатор загрязнений СЗБ2-1М: а — выносной блок со счетчиками; б — блок питания, управления и регистрации импульсов Прибор предварительно должен включить в сеть и отрегулировать лаборант. Измеряют загрязненность в следующей последовательности. Вначале требуется установить необходимый порог сигнализации превышения степени загрязненности. Для этого прижимают и фиксируют откидную планку блока детектирования. На планку блока детектирования накладывают соответствующий образцовый источник (стронций-90 и иттрий-90). Плавно вращая движок переменного резистора «Порог превышения», добиваются включения сигнализации — засветки табло «Грязно». Снимают -источник и возвращают откидную планку блока детектирования в исходное состояние. Включают таймерное устройство, нажав кнопку «Таймер» до фиксации. Затем прижимают планку блока детектирования — при этом должно засветиться табло «Измерение». На планку кладут источник. В течение 10 с должно включиться табло «Грязно», а табло «Измерение» — погаснуть. Источник снимают с планки блока детектирования и отжимают откидную планку блока детектирования до засветки табло «Измерение». Спустя 10 с должно включиться табло «Чисто», а табло «Измерение» — погаснуть. На основании сигнала «Чисто» и «Грязно» дают заключение о степени загрязненности поверхности. Ситуационная задача 4.6 Условие. В лаборатории диагностического отделения онкологической больницы города Н. работают с -излучающими изотопами. С 250 см2 поверхности пола лаборатории сделан смыв. После радиометрического исследования была обнаружена радиоактивная загрязненность смыва, равная 5,5105 частиц/мин. Задание. Дайте заключение по уровню загрязнения поверхности пола в лаборатории и в случае необходимости рекомендации по его снижению. Ответьте на вопросы и выполните задания. Перечислите методы дезактивации объектов окружающей среды. Назовите факторы, определяющие радиотоксичность радиоактивных изотопов. Перечислите главные принципы защиты при работе с радиоактивными источниками в открытом виде. Что такое радиоактивные источники в открытом виде? Назовите классы работ с источниками в открытом виде и особенности планировки помещений, предназначенных для выполнения каждого класса работ. Из чего состоит естественный радиационный фон? Дайте определение техногенного и искусственного радиационного фона. Назовите причины, формирующие их. Чем характеризуются основные виды ионизирующих излучений? Вариант ответа Удельная загрязненность поверхности пола в лаборатории составляет 2200 частиц/минсм2 (5,5105/250). Допустимый уровень общего радиоактивного загрязнения данной поверхности -активными нуклидами превышен, так как в норме этот показатель не должен превышать 2000 частиц/минсм2. Помещение нуждается в декантоминации (дезактивации). Для этой цели используются: поверхностно-активные вещества (жировое мыло, моющие порошки, «Контакт Петрова» и др.); комплексообразующие соединения (полифосфаты, лимонную и щавелевую кислоты и их соли и др.); минеральные кислоты (НСl, H2SO4 и др.) и окислители (КМnO4, Н2O2 и др.) в случае, когда радиоактивные вещества имеют химическую связь с материалом поверхности пола. Результаты очистки загрязненной поверхности пола признают удовлетворительными, если повторное измерение дает результат, не превышающий норматива. В противном случае поверхность обрабатывают повторно. 1.К методам дезактивации объектов окружающей среды относятся: а)механические (вытряхивание, выколачивание, вакуум-экстракция и др.); б)физические: сорбентами (опилками, углем); растворителями (керосином, бензином, дихлорэтаном и др.); моющими средствами (40 % мылом, стиральными порошками); в)химические: комплексообразователями (лимонной и щавелевой кислотами и их солями, трилоном Б и др.); ионообменными смолами (анионитами, катионитами); окислителями и щелочами; г)биологические. 2.Радиотоксичность изотопов всегда зависит от следующих факторов: а)вид радиоактивного превращения (-, - или -распад); б)средняя энергия одного акта распада; в)схема радиоактивного распада; г)путь поступления радионуклида в организм; д)распределение радионуклидов по органам и системам; е)время пребывания радионуклида в организме (период полураспада и период полувыведения); ж)путь выведения радионуклида из организма. 3.Главные принципы защиты при работе с радиоактивнымиисточниками в открытом виде следующие: а)соблюдение принципов защиты при работе с источникамиизлучения в закрытом виде; б)герметизация производственного оборудования для изоляции процессов, в результате которых радионуклид может поступать в окружающую среду; в)планировка помещений; г)оптимизация санитарно-технических устройств и оборудования; д)использование средств индивидуальной защиты; е)санитарно-бытовые устройства; ж)выполнение правил личной гигиены; з)очистка от радиоактивных загрязнений поверхностей строительных конструкций, аппаратуры и средств индивидуальной защиты. Радиоактивные источники в открытом виде — это радионуклидные источники, при использовании которых содержащиеся в них радионуклиды могут поступать в окружающую среду. Существует три класса работ с радиоактивными источниками в открытом виде. Работы Iкласса можно проводить в отдельном здании или изолированной части здания, имеющей отдельный вход. В основу планировки помещений для их выполнения положен принцип деления на три зоны по степени возможного радиоактивного загрязнения. Помещения для работ IIкласса должны размещаться изолированно от других помещений. Для их планировки может быть применен простейший вид трехзональной планировки, при которой лабораторию делят стеклянными перегородками на три зоны. Работы IIIкласса могут выполняться в однокомнатной лаборатории, условно разделяемой на зоны, в которых потенциальная возможность загрязнения неодинакова. 6.Слагаемыми естественного радиационного фона являются: а)космическое излучение; б)радионуклиды, присутствующие в земной коре, воде, воздухе, растениях; в)радионуклиды естественного происхождения, содержащиеся в организме человека. 7.Радиационный фон подразделяют: а) на техногенный или технологически измененный естественный радиационный фон, представляющий собой ионизирующее излучение от природных источников, претерпевших изменения в результате деятельности человека (например, излучение от естественных радионуклидов, поступающих в биосферу вместе с извлеченными на поверхность Земли из ее недр полезными ископаемыми, излучения в помещениях, построенных из материалов, содержащих естественные радионуклиды и др.); б) искусственный радиационный фон, обусловленный радиоактивностью продуктов ядерных взрывов, отходами ядерной энергетики и авариями. 8. Основными видами ионизирующих излучений являются: а)-излучение, представляющее собой поток ядер гелия с зарядом +2 и массой 4,03 единицы. Оно обладает огромной удельнойионизирующей способностью, образуя в воздухе на 1 см пробега-частицы несколько десятков тысяч пар ионов. Проникающаяспособность -частиц очень мала и составляет в воздухе несколько сантиметров, а в тканях человека несколько микрон; б) -излучение — поток электронов или позитронов с зарядомсоответственно -1 или +1. Масса частиц равна 0,0005 единицы массы.Средняя удельная ионизирующая способность в воздухе на 1 смпробега составляет около 100 пар ионов. Проникающая способность в воздухе составляет несколько метров, а в тканях человекадо 1 см; в) -излучение — электромагнитные волны с нулевым зарядом и массой, равной 0,001 единицы массы. Средняя удельнаяионизирующая способность в воздухе на 1 см пробега составляетнесколько пар ионов, проникающая способность в воздухе — десятки и сотни метров, в тканях человека — насквозь. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 4.7 ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАБОТЫ ОПЕРАТОРОВ НА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРАХ Цель занятия. Студентов знакомят с гигиеническими и медицинскими проблемами, возникающими в результате работы на компьютере, основными факторами вредного влияния компьютера на организм. Практические навыки. Студентов учат методам оценки факторов риска при работе на компьютере. Нормативные документы. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы». Задания. В процессе изучения темы студенты должны: 1) дать характеристику факторов риска при работе на компьютере, указать их вредное влияние на здоровье человека; перечислить санитарно-гигиенические рекомендации по защите здоровья при работе на компьютере; ознакомиться с аппаратурой для замера величины электрического и магнитного полей от дисплея компьютера; решить ситуационную задачу с составлением паспорта рабочего места. Методические указания к заданиям Компьютер — это техническое средство отображения визуальной информации. Компьютеры в настоящее время внедряются во все сферы общественной жизни и человеческой деятельности. Персональные компьютеры (ПК) становятся основным рабочим инструментом человека в его ежедневной деятельности. Ни экономические, ни научные достижения не возможны без быстрой и надежной информационной связи и наиболее эффективного практического использования этой информации. В последнее время непрерывно растет число людей, работающих на ПК. Основными рабочими элементами при работе на компьютере являются: монитор (дисплей); клавиатура и мышка; системный блок; рабочая поверхность; рабочая мебель. Также на работу влияют общая освещенность и микроклимат в помещении. Основные факторы, отрицательно влияющие на организм при работе на компьютере При несоблюдении санитарно-гигиенических правил и норм работа на компьютере может привести к развитию ряда заболеваний. На состояние здоровья могут влиять такие вредные факторы, как длительное неизменное положение тела, вызывающее мышечно-скелетное нарушение, постоянное напряжение глаз, воздействие радиации (излучения от высоковольтных элементов схемы дисплея и электронно-лучевой трубки), влияние электростатических и электромагнитных полей. Существует тесная взаимосвязь между эргономикой (научной организацией рабочего места) и уровнем психологических расстройств и нарушением здоровья. Светотехнические параметры дисплея, размеры монитора и символов, цветовые параметры, яркость дисплея, частота обновления кадров и общая освещенность в помещении влияют на состояние зрения. Низкая освещенность дисплея ухудшает восприятие информации, а слишком высокая приводит к уменьшению контраста изображения знаков, что вызывает усталость глаз. Основными осложнениями при длительной работе на компьютере являются утомление глаз и возникновение головной боли. Существенным фактором, влияющим на утомление глаз, является частота перевода взгляда с дисплея на клавиатуру. Это объясняет большую утомляемость начинающих операторов. Работа на близком расстоянии (менее 50 см) вызывает покраснение глаз, слезотечение, резь и ощущение инородного тела в глазах, что может привести к их сухости, светобоязни, плохой видимости в темноте (в некоторых случаях заболевание катарактой) из-за постоянных электромагнитных излучений дисплея. При работе дисплея регистрируется слабое рентгеновское, ультрафиолетовое, инфракрасное, микроволновое излучения, низко-и ультранизкочастотное электромагнитное поле. Исследования показали, что на состояние здоровья оператора, который проводит не менее 20 ч в неделю за компьютерными терминалами, могут влиять такие вредные факторы, как электростатические и электромагнитные поля, воздействие радиации. Все это может привести к появлению головных болей и дисфункции ряда органов. У женщин, работающих на компьютере, выкидыши в первые 3 мес беременности возникают в 2 раза чаще, чем у работающих на других производствах. Вероятность рождения детей с врожденными пороками увеличивается в 2,5 раза. Наблюдается также рост заболеваемости центральной нервной системы в 4,6 раза, сердечно-сосудистой — в 2, верхних дыхательных путей — в 4,1, желудочно-кишечного тракта — в 2, опорно-двигательной системы — в 3 раза. Отмечено, что работа сосудов головного мозга ослабляется на 7 % за 2 ч непрерывной работы и на 20 % — за 4 ч, сосудов глаз — соответственно на 16 и 43 %, молочной железы — на 12 и 20 % и т.д. Следует отметить, что все нормы рассчитаны на здоровых людей, а если у человека есть определенные патологические отклонения, то степень поражения резко возрастает. Европейское экономическое сообщество выпустило директиву № 26/054/ЕЕС, в которой указано, что оператор должен быть информирован о возможном вреде здоровью и необходимых мерах безопасности. В ряде стран, например Германии, оператор ЭВМ включен в перечень наиболее опасных профессий. Имеются данные, показывающие, что при работе с дисплеем в течение 2—6 ч и более в день повышается риск заболевания экземой из-за наличия электростатического и возможно электромагнитного полей, которые являются причиной повышения концентрации положительных аэроионов в рабочей зоне оператора. Длительная работа с компьютером приводит к снижению внимания и восприятия, ухудшению переработки информации, утомлению и головным болям, возникновению негативно-эмоциональных состояний (например, депрессии). Интенсивная продолжительная работа на компьютере может быть причиной профессиональных заболеваний из-за повторяющихся нагрузок, а также из-за высокого расположения клавиатуры, неправильной высоты кресла, положения кистей рук во время работы или высокого положения поверхности стола. Все это приводит к возникновению таких болезней нервов, мышц и сухожилий, как: тендовагинит кистей, запястья, плеч; травматический эпикондилит (раздражение сухожилий предплечья и локтевого сустава); ущемление медиального нерва рук; хроническая боль шейного и поясничного отдела позвоночника из-за неизменной рабочей позы. Электромагнитные излучения ухудшают работу сосудов головного мозга, что вызывает ослабление памяти, глаз, могут быть катализатором ряда заболеваний. Санитарно-гигиенические рекомендации при работе на компьютере Перед началом работы следует обратить внимание на несколько моментов: не мешают ли опоры для рук работе на клавиатуре; как расположен верхний край монитора по отношению к глазам; какова высота рабочего кресла (эргономика); достаточна ли общая освещенность. Верхний край монитора должен находиться на одном уровне с глазом, нижний край — примерно на 20° ниже уровня глаза. Дисплей должен быть на расстоянии 40—75 см от глаз. Освещенность экрана следует регулировать так, чтобы она была равна освещенности помещения. При работе с клавиатурой локтевой сустав держат под углом 90°. Каждые 10 мин следует отводить на 5—10 с взгляд в сторону от дисплея (например, в сторону окна). Не рекомендуется работать на клавиатуре непрерывно более 30 мин. При первых признаках боли в руках следует немедленно обращаться к врачу. Организовать работу лучше таким образом, чтобы характер выполняемых операций изменялся в течение рабочего дня. Защита от излучений. Одной из причин ухудшения состояния здоровья у операторов компьютеров является низкое качество мониторов. Несколько лет назад для защиты здоровья на мониторы вешали специальные экраны, которые, однако, не всегда ослабляли электромагнитное поле. Так, по данным испытательного центра «Элита» было сертифицировано только два типа фильтров из 200 применяемых, некоторые из которых были полностью прозрачными для излучений. При оценке надежности фильтра необходимо учитывать наличие трех составляющих электромагнитного излучения: 1) электростатического поля, улавливаемого фильтрами практически полностью и снимаемого с них путем заземления защитного экрана; электрической составляющей электромагнитного поля, не улавливаемой фильтрами, которые создают только препятствие для ее прохождения, в результате чего поток огибает фильтр и на расстоянии 1,5 —2 м от него опять соединяется; магнитной составляющей, практически не улавливаемой фильтрами (до 5 %). Важным мероприятием по защите от излучений является оптимальная расстановка компьютеров в рабочем помещении (рис. 4.8).  Рис. 4.8. Размещение ПК в помещении: а — нерациональное (наблюдается перекрестное облучение рабочих мест); 6 — рекомендуемое (перекрестное облучение рабочих мест отсутствует) Факторы индивидуальной защиты. Можно также применять факторы индивидуальной защиты, подразделяющиеся на три группы: профилактические медикаментозные мероприятия; улучшение условий считывания информации; экранирование оператора целиком или отдельных зон его тела. Выбор факторов индивидуальной защиты зависит от возраста, состояния здоровья и продолжительности работы. Профилактические медикаментозные мероприятия. Учитывая тот факт, что при работе на компьютере нарушается минеральный обмен, важным профилактическим мероприятием следует считать его нормализацию с помощью специальных напитков. Профилактические напитки рекомендовано применять практически здоровым взрослым операторам при работе не более 8 ч в день. Например в ТОО «Профиль» был разработан минерализованный напиток «Защита», испытанный совместно с Госсанэпиднадзором России. Изготавливает напиток научно-производственная компания «Комбиотех ЛТД». Его принимают по 50 мл через каждые 3—4 ч работы с компьютером. Улучшение условий считывания информации. Профилактические очки со специальным покрытием были разработаны АО «Лорнет-М» и испытаны Московским НИИ глазных болезней им. Г.Л. Гельмгольца и институтом биохимической физики им. акад. Н.М. Эмануэля. Очки уменьшают утомляемость глаз не менее чем на 25—30 %. Их рекомендуется применять всем операторам при работе за компьютером более 2 ч в день, а при нарушении зрения на две и более диоптрии — независимо от продолжительности работы. Экранирование оператора целиком или отдельных зон его тела. Был предложен защитный костюм, полностью экранирующий оператора и сшитый из ткани «Восход». Его целесообразно применять в период беременности, а также при предонкологических заболеваниях (миоме матки, мастопатии, нарушении функций предстательной железы и т.д.), имеющих тенденцию к росту. Защитный костюм с экранированием только отдельных зон тела оператора обеспечивает поддержание состояния здоровья в оптимальных условиях в течение 6 ч непрерывной работы. Защитная шапочка или повязка экранирует лоб и за счет сохранения функций мозга и сосудов снижает ухудшение состояния здоровья от действия излучений в 5 раз. Ее рекомендуется применять независимо от продолжительности работы. Гигиенические требования к мониторам ПК и организации работы. В помещениях должно быть смешанное освещение (естественное и искусственное). Естественное освещение в помещении осуществляется через световые проемы. При этом рекомендуется, чтобы оно было ориентировано на север и северо-восток. Размер КЕО в зонах с устойчивым снежным покровом должен быть не ниже 1,2 %, а на остальной территории — 1,5 %. Осветительные установки размещают так, чтобы они обеспечивали равномерную рассеянность освещения. Светильники общего освещения следует располагать над рабочими поверхностями в равномерно прямоугольном порядке, чтобы величина искусственной освещенности составляла не менее 300 лк. Рабочий стол должен регулироваться по высоте в пределах 680—800 мм. Оптимальная ширина рабочей поверхности стола составляет 800, 1000, 1200, 1400 мм при глубине 800 и 1000 мм. Под рабочим столом должно быть свободное пространство для ног высотой не менее 60 см. К монитору предъявляют следующие требования: а) его размер должен быть не менее 13 дюймов ( 31 см) по диагонали; б) он должен иметь антибликовое покрытие; в) дрожание на дисплее должно находиться в пределах 0,1 мм. Контрастность изображения должна составлять не менее 0,8. Продолжительность непосредственной работы с компьютером зависит от наличия навыков и тяжести работы и составляет: для школьников 1-х классов — 10 мин; 2—5-х классов — 15 мин; 6—7-х классов — 20 мин; 8—9-х классов — 25 мин; 10—11-х классов при сдваивании занятий: на первом занятии — 30 мин, на втором — 20 мин; студентов 1 курса —1 ч; студентов старших курсов — 2 ч с перерывом 15—20 мин; преподавателей — 4 ч с перерывом 15—20 мин через 2 ч; операторов компьютеров — 6 ч с перерывом 20 мин через каждые 2 ч. При нормировании числа считываемых или вводимых знаков за смену (число считываемых знаков не более 60000, а суммарное количество считываемых и вводимых знаков до 40000 за смену) и при восьмичасовом рабочем дне регламентированные перерывы устанавливаются каждые 2 ч по 15 мин. В целях профилактики переутомления и перенапряжения во время перерывов необходимо выполнять комплексы упражнений (для глаз и мышц тела). Работники должны проходить предварительный (при приеме на работу) и периодический медицинский осмотр для предупреждения профессиональных заболеваний. Измерение электрического и магнитного полей компьютерной техники Компьютерную технику испытывают в два этапа: на первом этапе — в специализированной аккредитованной лаборатории; на втором — на рабочем месте. Измерение магнитного поля проводится в 16 точках на трех уровнях (всего 48 точек), электрического поля — в 4 точках, расположенных равномерно по окружности на расстоянии 0,5 м от центра дисплея. Во время измерений выключают все посторонние источники электромагнитных полей. Массивные металлические предметы должны располагаться на расстоянии не менее 1 м от дисплея. В каждом диапазоне частот в протокол заносится значение поля перед дисплеем и максимальное значение в других точках. Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 установлены следующие допустимые значения электромагнитных излучений: напряженность электромагнитного поля по электрической составляющей — 10 В/м; напряженность электромагнитного поля по магнитной составляющей — 0,3 А/м; напряженность электростатического поля для взрослых — 20 кВ/м, для детей — 15 кВ/м. На каждое рабочее место или группу рабочих мест, расположенных в одном помещении, необходимо составить паспорт, который должен включать: • схему размещения в помещении со схемой электропитания; перечень технических средств с их описанием и руководством по эксплуатации с указанием типа, года выпуска, заводского и инвентарного номера, номера или копии сертификата на соответствие требованиям по электромагнитной совместимости и безопасности; данные о наличии средств индивидуальной защиты оператора и их эффективности; результаты периодического контроля за соответствием рабочего места и величины электромагнитных полей гигиеническим требованиям. При измерении электромагнитных полей необходимо руководствоваться ГОСТ Р 50923—96. Измерения проводятся при яркости и контрастности монитора, используемой пользователем. Критерием качества ПК является соответствие величины напряженности электромагнитного поля на рабочем месте требованиям действующего СанПиНа. Аппаратура для измерения электромагнитных полей состоит из приемной антенны и измерительного прибора (рис. 4.9). Согласно ГОСТ Р 50949—96 приемная антенна представляет собой металлизированный с двух сторон диэлектрический диск диаметром 300 мм. На измеряемой поверхности (обращенной к измеряемому объекту) выделяется активная измеряемая поверхность диаметром 100 мм.  Рис. 4.9. Аппараты для определения магнитных полей: а — измеритель электрического поля ИЭП-04 с дисковой антенной; б — измеритель магнитного поля ИМП-04 Ситуационная задача 4.7 Компьютерный класс для студентов 2—3-го курсов в высшем учебном заведении имеет площадь 60 м2, высоту потолка — 3 м. В зале работают 15 компьютеров, из которых семь не имеют сертификатов соответствия. Компьютеры в классе размещены вдоль боковых стен помещения, что приводит к перекрестному облучению рабочих мест. Расстояние между рабочими столами составляет 1 м, расстояние между боковыми поверхностями мониторов — 1 м, высота рабочих столов 600 мм. Рабочие места не изолированы друг от друга. Дисплеи находятся на расстоянии 50 см от глаз. Урок длится 2 ч. Естественное освещение осуществляется через окна, ориентированные на юго-восток. Коэффициент естественной освещенности составляет 0,8 %. Искусственное освещение обеспечивается люминесцентными лампами. Освещенность на поверхности столов составляет 150 лк. Температура в помещении после первого часа работы 25 °С, относительная влажность — 25 %. В помещении отсутствует вентиляционная система. После оборудования компьютерного класса измерения электрического и магнитного полей не проводилось. Задание. Дайте гигиеническое заключение по условиям работы студентов. Ответьте на вопросы и выполните задания. Каковы основные требования к рабочему месту оператора при работе на компьютере? Какое негативное действие могут оказывать электромагнитные поля компьютера на здоровье пользователя? Перечислите требования к компьютерному классу. Назовите факторы, отрицательно влияющие на организм школьников при работе на компьютере. Какова допустимая продолжительность работы с компьютером для студентов и школьников? Каким требованиям должен отвечать микроклимат компьютерного класса? Какие требования предъявляются к естественному и искусственному освещению в классе? Перечислите негативное воздействие сухого воздуха на здоровье человека. Что необходимо сделать для улучшения микроклимата и условий освещения в классе? Вариант ответа Компьютерный класс данного учебного заведения не отвечает гигиеническим требованиям. Прежде всего это касается размещения рабочих мест в помещении и использования компьютеров, не имеющих сертификатов соответствия (почти 50 % ПК). Нарушением является и тот факт, что после оборудования компьютерного класса в нем не были замерены электрическое и магнитное поля. Расстояния между рабочими местами меньше нормируемых (1,5 м), рабочие места не изолированы друг от друга. Микроклимат помещения не отвечает гигиеническим требованиям — температура в классе на 3 °С выше нормы, а относительная влажность в два раза ниже, отсутствует вентиляция помещения. Не обеспечен надлежащий уровень естественного и искусственного освещения. Рабочие места операторов ЭВМ должны располагаться так, чтобы естественный свет падал слева. Расстояние между столами должно составлять не менее 2 м, а между боковыми поверхностями ЭВМ — не менее 1,2 м, высота стола — не менее 680 мм. Монитор должен находиться на расстоянии 50—70 см от глаз оператора. Площадь на одно рабочее место составляет не менее 6 м2. Электромагнитные поля оказывают следующее действие: а) влияют на биохимические процессы в организме, в том числена минеральный обмен железа, фосфора и алюминия; б) изменяют лимфоцитарную систему крови и нарушают иммунную систему; в) ухудшают процесс запоминания; г) нарушают кровоснабжение головного мозга. Компьютерный класс должен быть оборудован одноместными столами. Высота стола и размер стула должны соответствовать росту учащихся. Площадь на одно рабочее место с ЭВМ во всех учебных учреждениях должна быть не менее 6 м2, а объем — не менее 24 м3. Помещения должны быть оборудованы пристенными шкафами или полками для хранения портфелей учащихся. Звукоизоляция ограждающих конструкций должна отвечать гигиеническим требованиям и обеспечивать нормируемые параметры шума. Существуют следующие основные факторы, отрицательно влияющие на организм школьника при работе на компьютере: а) светотехнические параметры дисплея; б) уровень освещения и параметры микроклимата; в) расстояние между глазами и дисплеем; г) электромагнитные излучения; д) время и режим работы на компьютере; е) статическая нагрузка; ж) напряженность электростатического поля. 5. Длительность работ на ЭВМ студентов во время учебных занятий определяется курсом обучения и характером работы. Для студентов первого курса она составляет 1 ч, для старших курсов — 2 ч, с перерывом 15—20 мин после каждого часа работы. Продолжительность работы на ПК для школьников следующая: а) для 1-х классов — 10 мин; б) 2—5-х классов — 15 мин; в) 6—7-х классов — 20 мин; г) 8—9-х классов — 25 мин; д) 10—11-х классов при сдваивании занятий: на первом занятии — 30 мин, на втором — 20 мин. 6. Микроклимат в компьютерном классе должен отвечать следующим требованиям: температура воздуха — 18—22 °С, относительная влажность воздуха — 40—60 %, скорость движения воздуха 0,1—0,2 м/с. Сухой воздух усиливает испарение через кожу, что приводит к ее сухости и сухости слизистых оболочек, вызывает жажду и головные боли. Величина искусственной освещенности на поверхности стола должна быть не менее 300 лк, а КЕО — не ниже 1,2% при ориентации окон на север или северо-восток. Следует помнить, что КЕО может снижаться по причине загрязнения оконных стекол или за счет использования занавесок. Сухой воздух является причиной увеличения концентрации микрочастиц с высоким электростатическим зарядом, способных адсорбировать частицы пыли, в том числе обладающие аллергенным действием, что может явиться причиной развития аллергических заболеваний. В данном помещении для повышения влажности воздуха следует применять увлажнители воздуха, ежедневно заправляемые дистиллированной или прокипяченной питьевой водой. Перед началом и после занятий помещения должны проветриваться, что улучшает качественный состав воздуха, в том числе и его аэроионный состав. Естественное освещение в данном случае ниже установленных норм, что может быть связано с неправильной ориентацией окон, их недостаточными размерами и, возможно, с тем, что их давно не мыли или подоконники заставлены цветами. Две последние позиции могут быть исправлены. Но если они не дадут результата, следует перевести класс в другое помещение. При этом может быть решена и проблема правильной ориентации. Искусственное освещение должно осуществляться равномерно размещенными светильниками и светильниками местного освещения. Учитывая тот факт, что искусственное освещение в данном случае ниже нормируемого, следует установить дополнительные источники местного освещения. Искусственное освещение не должно создавать бликов на поверхности дисплея и увеличивать его освещенность более 300 лк. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||