Безопасность в техногенной сфере

 

 

 

 

 

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

«БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»

Тема 2: Безопасность в техногенной  сфере

 

 

 

 

Оглавление

Ионизирующее облучение 2

Шум 6

Инфразвук 10

Вибрация 12

Литература 14

 

Ионизирующее  облучение

Определение

Ионизирующее излучение — это явление, связанное с радиоактивностью. Радиация (от латинского radiatio - излучение) характеризуется лучистой энергией. Ионизирующим излучением (ИИ) называют потоки частиц и электромагнитных квантов, образующихся при ядерных превращениях, т.е. в результате радиоактивного распада.

Источники

Все источники радиации можно условно  разделить на два вида:

1. Естественные источники радиации:

• Космические лучи. Радиационный фон, создаваемый космическими лучами, дает чуть меньше половины внешнего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации. Космические лучи в основном приходят к нам из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время вспышек.

• Земная радиация. Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, - это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232 – долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения. Средняя эффективная эквивалентная доза, которую человек получает за год от земных источников радиации, составляет примерно 350 микрозивертов.
• Внутреннее облучение. В среднем примерно 2/3  эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ (калий-40, свинец-210, полоний-210 и пр.), попавших в организм с пищей, водой и воздухом.
• Радон. Это невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый (в 7,5 раза тяжелее воздуха) газ. Радон вместе со своими дочерними продуктами распада ответствен примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы. Встречается в двух основных формах: радон-222 и радон-220. Он высвобождается из земной коры повсеместно, но основную часть дозы облучения человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении.

2. Источники, созданные человеком.

• Источники, использующиеся в медицине: рентген; компьютерная томография; радиотерапевтические установки для лечения рака; Радиоизотопы, использующиеся для исследования различных процессов в организме; Средняя индивидуальная доза за счет этого источника во всем мире составляет ~ 400 мкЗв на человека в год.
• Ядерные взрывы. Наиболее опасны воздушные взрывы. Часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места испытания, какая-то часть задерживается тропосфере (самом нижнем слое атмосферы), подхватывается ветром и перемещается на большие расстояния. Однако большая часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу – следующий слой атмосферы, лежащий на высоте 10-50 км, где он остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара.
• АЭС. Вносят весьма незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов очень невелики.

Классификация

Существуют три вида ионизирующих излучений:

• α-излучение. Представляет собой поток ядер атомов гелия, называемых α–частицами. Начальная скорость альфа-частиц достигает 10000-20000 км/сек. Они обладают большой ионизирующей способностью. Длина пробега альфа-частиц в воздухе составляет всего 10 см, а в твердых телах еще меньше. Одежда, индивидуальные средства защиты полностью задерживают альфа-частицы. Внешнее их воздействие не опасно для человека. Из-за высокой ионизирующей способности альфа-частицы крайне опасны при попадании внутрь организма.
• β-излучение. Это поток электронов, называемых β–частицами.  Скорость бета-частиц может в некоторых случаях достигать скорости света. Проникающая способность их меньше, чем гамма-излучения. Одежда и индивидуальные средства защиты значительно ослабляют бета-излучение. Ионизирующее действие бета-излучения в сотни раз сильнее гамма-излучения.
• γ-излучение. Это электромагнитные волны, аналогичные рентгеновским лучам и лучам света, распространяющиеся в воздухе со скоростью 300000км/сек. Они способны проникнуть через толщи защитных материалов и через индивидуальные средства защиты. Гамма излучение представляет основную опасность для людей. При радиоактивном заражении местности гамма-излучение действует в течение суток, недель и месяцев.

Влияние на организм человека

Величина энергии излучения, поглощённая  телом либо веществом, называется поглощённой дозой.  В качестве единицы измерения поглощённой дозы излучения в системе СИ принят грей (Гр). 

Для оценки повреждающего действия различных видов ионизирующего  излучения на биологические объекты  применяют специальную единицу  измерения – бэр (биологический эквивалент рентгена).  В системе СИ единицей этой эквивалентной дозы является зиверт (1 Зв = 100 бэр).

Для оценки радиационной обстановки на местности, в рабочем или жилом  помещении, обусловленной воздействием рентгеновского или гамма-излучения, используют экспозиционную дозу облучения. За единицу экспозиционной дозы в  системе СИ принят кулон на килограмм (Кл/кг). На практике она чаще всего измеряется в рентгенах (Р). Экспозиционная доза в рентгенах достаточно надёжно характеризует потенциальную опасность воздействия ионизирующих излучений на тело человека. При прочих равных условиях доза ионизирующего излучения тем больше, чем больше время облучения, т.е. доза накапливается со временем. Доза, отнесённая к единице времени, называется мощностью дозы или уровнем радиации. Так, если мы говорим, что уровень радиации на местности составляет 1 Р/ ч, то это значит, что за 1 час нахождения на местности человек получит дозу, равную 1Р. 

Рентген является весьма крупной единицей измерения, поэтому уровни радиации обычно выражаются в долях рентгена – тысячных (миллирентген в час – мР/ч) и миллионных (микрорентген в час – мкР/ч). 
 
Возможные последствия для человека различных доз облучения за короткий промежуток времени.

Доза (миллирентген)	Последствия
50 – 200	Уменьшение белых кровяных клеток, тошнота, рвота; около 10 % погибают в течение нескольких месяцев  при 200 мР
200 – 400	Потеря кровяных клеток, высокая температура, кровотечение, выпадение волос, тошнота, рвота, кожные нарывы; погибает до 20 %
500 – 1000	Тяжёлые расстройства желудочно–кишечного тракта, острая сердечно – сосудистая недостаточность, поражение центральной нервной системы. Гибель в течение нескольких недель.
10000	Смерть в течение нескольких часов

Воздействие ионизирующего  излучения может повреждать клетки человеческого организма двумя  способами. Один из них – генетические повреждения, которые изменяют гены и хромосомы. Они могут проявиться в виде генетических дефектов у потомков. Другой способ – соматические повреждения, которые наносят вред жертве в  течение её жизни. Примерами служат ожоги, некоторые виды лейкемии, выкидыши, глазные катаракты, а также раковые  заболевания костей, щитовидной железы, молочной железы и лёгких.

Нормирование

Предельно допустимыми дозами являются:

- для персонала, непосредственно  работающего с источниками излучения - 5 бэр/год (50 мЗв/год);

- для остального населения - 0,1 бэр/год (7 бэр за 70 лет). 

Пределы мощности дозы излучения радиационного  фона:

- естественный ~ 5-20 мкбэр/ч (0,05-0,2 мкЗв/ч);

- допустимый ~ 20-60 мкбэр/ч (0,2-0,6 мкЗв/ч);

- повышенный ~ 60-120 мкбэр/ч (0,6-1,2 мкЗв/ч).

Способы защиты

Для обнаружения ионизирующих излучений, измерения их энергии и других свойств применяются дозиметрические приборы.

Основные методы защиты в производственном цикле: защита расстоянием, защита временем, защита экранированием источника излучения  и защита количеством. "Защита расстоянием" основана на том, что интенсивность облучения уменьшается пропорционально квадрату расстояния между источником излучения и работающим. "Защита временем" заключается в уменьшении продолжительности контакта человека с источником излучения. "Защита экранированием" - укрытие источника излучения конструкционными материалами, хорошо поглощающими излучение: свинец, железо, бетон, бор - или свинецсодержащее стекло и др. (деревянные стены ослабляют ионизирующее излучение в 2 раза, кирпичные – в 10 раз, углублённые деревянные укрытия – в 7 раз, кирпичные или бетонные – в 40 – 100 раз). "Защита количеством" заключается в уменьшении мощности источников до минимальных величин.

Шум

Определение

Шум — это совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека и мешающих его работе и отдыху; сочетание различных по частоте и силе звуков.

Звук с частотой от 16 Гц до 20 кГц  называется слышимый, с частотой менее 16 Гц — инфразвук и более 20 кГц — ультразвук.

Источники

Источником шума является любой  процесс, вызывающий местное изменение  давления или механические колебания  в твердых, жидких или газообразных средах. Действие его на организм человека связано главным образом с  применением нового, высокопроизводительного  оборудования, с механизацией и автоматизацией трудовых процессов: переходом на большие  скорости при эксплуатации различных  станков и агрегатов. Источниками шума могут быть двигатели, насосы, компрессоры, турбины, пневматические и электрические инструменты, молоты, дробилки, станки, центрифуги, бункеры и прочие установки, имеющие движущиеся детали. Кроме того, за последние годы в связи со значительным развитием городского транспорта возросла интенсивность шума и в быту, поэтому как неблагоприятный фактор он приобрел большое социальное значение.

Классификация

Шум имеет определенную частоту, или  спектр, выражаемый в герцах, и интенсивность  – уровень звукового давления, измеряемый в децибелах. Для человека область слышимых звуков определяется в интервале от 16 до 20 000 Гц. Наиболее чувствителен слуховой анализатор к восприятию звуков частотой 1000—3000 Гц (речевая зона).

Для гигиенической оценки шум подразделяют:

• по характеру спектра — на широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы и тональный, в спектре которого имеются дискретные тона;
• по спектральному составу — на низкочастотный (максимум звуковой энергии приходится на частоты ниже 400 гЦ), средне-частотный (максимум звуковой энергии на частотах от 400 до 1000 гЦ) и высокочастотный (максимум звуковой энергии на частотах выше 1000 гЦ);
• по временным характеристикам — на постоянный (уровень звука изменяется во времени но более чем на 5 Дб — по шкале А) и непостоянный. К непостоянному шуму относятся колеблющийся шум, при котором уровень звука непрерывно изменяется во времени; прерывистый шум (уровень звука остается постоянным в течение интервала длительностью 1 сек. и более); импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов длительностью менее 1 сек.

Влияние на организм человека

Механизм действия шума на организм сложен и недостаточно изучен. Наряду с органом слуха восприятие звуковых колебаний частично может осуществляться и через кожный покров рецепторами  вибрационной чувствительности. Изменения, возникающие в органе слуха, некоторые  исследователи объясняют травмирующим действием шума на периферический отдел  слухового анализатора — внутреннее ухо. Имеется мнение, что в механизме  действия шума на орган слуха существенную роль играет перенапряжение тормозного процесса, которое при отсутствии достаточного отдыха приводит к истощению  звуковоспринимающего аппарата и перерождению клеток, входящих в его состав. Патологические изменения, развивающиеся в нервном аппарате улитки при длительном воздействии интенсивного шума, в значительной мере обусловлены переутомлением корковых слуховых центров.

Возникновение неадекватных изменений  и ответ на воздействие шума обусловлено  обширными анатомо-физиологическими связями слухового анализатора  с различными отделами нервной системы. Акустический раздражитель, действуя через рецепторный аппарат слухового  анализатора, вызывает рефлекторные сдвиги в функциях не только его коркового  отдела, но и других органов.

Нормирование

Измерение, анализ и регистрация  спектра шума производятся специальными приборами — шумомерами и вспомогательными приборами (самописцы уровней шума, магнитофон, осциллограф, анализаторы статистического распределения, дозиметры и др.). Поскольку ухо менее чувствительно к низким и более чувствительно к высоким частотам, для получения показаний, соответствующих восприятию человека, в шумомерах используют систему корректированных частотных характеристик — шкалы А, В, С, D и линейную шкалу, которые отличаются по восприятию. В практике применяется в основном шкала А.

Для нормирования постоянных шумов  применяют следующие способы:

- по предельному спектру шума (в основном, для постоянных шумов  в стандартных октавных полосах  со среднегеометрическими частотами  - 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 8000 Гц);

- по уровню звука в децибелах  «А» шумомером (дБА), измеренного при включении корректировочной частотной характеристики «А» (для приблизительной оценки шума - средне чувствительного слуха человека).

Шум в учебных аудиториях, читальных  залах не должен превышать 55 дБА, а на улице более 70 дБА. Допустимый уровень шума на улице днем не должен превышать 50 дБА, ночью - 40 дБА. Допустимый уровень шума в жилых помещениях не должен превышать днем - 40 дБА, а ночью - 30 дБА.

Способы защиты

Снижение городского шума может быть достигнуто в первую очередь за счет уменьшения шумности транспортных средств.

К градостроительным мероприятиям по защите населения от шума относятся:

• увеличение расстояния между источником шума и защищаемым объектом;
• применение акустически непрозрачных экранов (откосов, стен и зданий-экранов), специальных шумозащитных полос озеленения;
• использование различных приемов планировки, рационального размещения микрорайонов.

Эффективным путем решения проблемы борьбы с шумом является снижение его уровня в самом источнике за счет изменения технологии и конструкции машин (замена металла в некоторых деталях незвучными материалами, применение виброизоляции, глушителей, демпфирования, звукоизолирующих кожухов и др.

Большое значение имеет своевременное техническое обслуживание оборудования (например, применение принудительной смазки в сочленениях для предотвращения их износа и шума), при котором обеспечивается надежность крепления и правильное регулирование сочленений.