Биологическое действие ионизирующей радиации и защита от нее

План

Введение

Биологическое действие ионизирующей радиации и защита от нее

Влияние выбросов  автотранспорта на здоровье городского населения

Санитарно-гигиеническое и эстетическое значение зеленых насаждений в городах

Заключение

Введение

Природа – целостная система с множеством сбалансированных связей. Нарушение этих связей приводит к изменению установившихся в природе круговоротах веществ и энергии.

Фактор радиации присутствовал на нашей планете с момента ее образования, и как показали дальнейшие исследования, ионизирующие излучения наряду с другими явлениями физической, химической и биологической природы сопровождали развитие жизни на Земле. Ионизационные излучения относятся к тем физическим феноменам, которые не ощущаются нашими органами чувств, сотни специалистов, работая с радиацией, получили радиационные ожоги от больших доз облучения и умерли от злокачественных опухолей, вызванных переоблучением. Тем не менее, сегодня мировая наука знает о биологическом воздействии радиации больше, чем о действии любых других факторов физической и биологической природы в окружающей среде.

Большой вред здоровью населения наносят выбросы автотранспорта. При интенсивной урбанизации и росте мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды в городе.

В этих условиях особую актуальность приобретают вопросы оздоровления среды обитания человека на территории, стремительно развивающегося мегаполиса. Одним из адекватных и экономически целесообразных способов решения этой проблемы является увеличение площади зеленых насаждений в городах 

Биологическое действие ионизирующей радиации и защита от нее

При изучении действия радиации на живой организм были определены следующие особенности: ·

- Действие ионизирующих излучений на организм не ощутимо человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы ионизирующие излучения. Существует так называемый период мнимого благополучия - инкубационный период проявления действия ионизирующего излучения. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.

-Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.

-Излучение действует не только на данный живой организм, но и на его потомство - это так называемый генетический эффект.

-Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002-0,005 Гр уже наступают изменения в крови.

-Не каждый организм в целом одинаково воспринимает облучение.

-Облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.

Радиоволны, световые волны, тепловая энергия солнца-все это разновидности излучений. Однако излучение будет ионизирующим, если оно способно разрывать химические связи молекул, из которых состоят ткани живого организма, и, как следствие, вызывать биологические изменения. Действие ионизирующего излучения происходит на атомном или молекулярном уровне, независимо от того, подвергаемся ли мы внешнему облучению, или получаем радиоактивные вещества с пищей и водой, что нарушает баланс биологических процессов в организме и приводит к неблагоприятным последствиям. Биологические эффекты влияния' радиации на организм человека обусловлены взаимодействием энергии излучения с биологической тканью. Энергию, непосредственно передаваемую атомам и молекулам биотканей называют прямым действием радиации. Некоторые клетки из-за неравномерности распределения энергии излучения будут значительно повреждены. Одним из прямых эффектов является канцерогенез или развитие онкологических заболеваний. Раковая опухоль возникает, когда соматическая клетка выходит из-под контроля организма и начинает активно делиться. Первопричиной этого являются нарушения в генетическом механизме, называемые мутациями. При делении раковая клетка производит только раковые клетки. Одним из наиболее чувствительных органов к воздействию радиации является щитовидная железа. Поэтому биоткань этого органа наиболее уязвима в плане развития рака. Не менее восприимчива к влиянию излучения кровь. Лейкоз или рак крови - один из распространенных эффектов прямого воздействия радиации. Заряженные частицы проникают в ткани организма, теряют свою энергию вследствие электрических взаимодействий с электронами атомов. 

Взаимодействие радиации с организмом начинается с молекулярного уровня. Прямое воздействие ионизирующего излучения, поэтому является более специфичным. Повышение уровня окислителей характерно и для других воздействий. Известно, что различные симптомы (температура, головная боль и др.) встречаются при многих болезнях и причины их различны. Это затрудняет установление диагноза. Поэтому, если в результате вредного воздействия на организм радиации не возникает определенной болезни, установить причину более отдаленных последствий трудно, поскольку они теряют свою специфичность. Радиочувствительность различных тканей организма зависит от биосинтетических процессов и связанной с ними ферментативной активностью. Поэтому наиболее высокой радиопоражаемостью отличаются клетки костного мозга, лимфатических узлов, половые клетки. Кровеносная система и красный костный мозг наиболее уязвимы при облучении и теряют способность нормально функционировать уже при дозах 0,5-1 Гр. Однако, они обладают способностью восстанавливаться и если не все клетки поражены, кровеносная система может восстановить свои функции. Репродуктивные органы, например, семенники, так же отличаются повышенной радиочувствительностью. Облучение свыше 2 Гр приводит к постоянной стерильности. Только через много лет они могут полноценно функционировать. Яичники менее чувствительны, по крайней мере, у взрослых женщин. Но однократная доза более 3 Гр все же приводит к их стерильности, хотя большие дозы при неоднократном облучении не сказываются на способности к деторождению. Очень восприимчив к излучению хрусталик глаза. Погибая, клетки хрусталика становятся непрозрачными, разрастаясь, приводят к катаракте, а затем и к полной слепоте. Это может произойти при дозах около 2 Гр.

Радиочувствительность организма зависит от его возраста. Небольшие дозы при облучении детей могут замедлить или вовсе остановить у них рост костей. Чем меньше возраст ребенка, тем сильнее подавляется рост скелета. Облучение мозга ребенка может вызвать изменения в его характере, привести к потере памяти. Кости и мозг взрослого человека способны выдержать гораздо большие дозы. Относительно большие дозы способны выдерживать большинство органов. Почки выдерживают дозу около 20 Гр, полученную в течение месяца, печень - около 40 Гр, мочевой пузырь -50 Гр, а зрелая хрящевая ткань - до 70 Гр. Чем моложе организм, тем при прочих равных условиях, он более чувствителен к воздействию радиации. 

Живой организм очень чувствителен к действию ионизирующей радиации. Чем выше на эволюционной лестнице стоит живой организм, тем он более радиочувствителен.

Ионизирующее воздействие нарушает в первую очередь нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми. При небольших дозах пораженная ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимое поражение отдельных органов или всего организма. Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организме как при внешнем (источник находится вне организма), так и при внутреннем облучении (радиоактивные вещества попадают внутрь организма, например, с пищей или ингаляционным путем). Рассмотрим действие ионизирующего излучения, когда источник облучения находится вне организма. Биологических эффект ионизирующего излучения в данном случае зависит от суммарной дозы и времени воздействия излучения, его вида, размеров облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма. При однократном облучении всего тела человека возможны биологические нарушения в зависимости от суммарной поглощенной дозы излучения.

Защита от ионизирующих излучений может осуществляться путем использования следующих принципов:

-использование источников с минимальным излучением путем 
перехода на менее активные источники, уменьшение количества изотопа;

-сокращение времени работы с источником ионизирующего излучения;

-отдаление рабочего места от источника ионизирующего излучения;

-экранирование источника ионизирующего излучения. 
 Экраны могут быть передвижные или стационарные, предназначенные для поглощения или ослабления ионизирующего излучения. Экранами могут служить стенки контейнеров для перевозки радиоактивных изотопов, стенки сейфов для их хранения. Альфа-частицы экранируются слоем воздуха толщиной несколько сантиметров, слоем стекла толщиной несколько миллиметров. Однако, работая с альфа-активными изотопами, необходимо также защищаться и от бета - и гамма-излучения. С целью защиты от бета-излучения используются материалы с малой атомной массой. Для этого используют комбинированные экраны, в которых со стороны источника располагается материал с малой атомной массой толщиной, которая равна длине пробега бета-частиц, а за ним — с большей массой. С целью защиты от рентгеновского и гамма-излучения применяются материалы с большой атомной массой и с высокой плотностью (свинец, вольфрам). Для защиты от нейтронного излучения используют материалы, которые содержат водород (вода, парафин), а также бор, бериллий, кадмий, графит. Учитывая то, что нейтронные потоки сопровождаются гамма-излучением, следует использовать комбинированную защиту в виде слоистых экранов из тяжелых и легких материалов (свинец-полиэтилен). Действенным защитным средством является использование дистанционного управления, манипуляторов, роботизированных комплексов.

В зависимости от характера выполняемых работ выбирают средства индивидуальной защиты: халаты и шапочки из хлопковой ткани, защитные передники, резиновые рукавицы, щитки, средства защиты органов дыхания (респиратор «Лепесток»), комбинезоны, пневмокостюмы, резиновые сапоги.

Действенной мерой обеспечения радиационной безопасности является дозиметрический контроль по уровням облучения персонала и по уровню радиации в окружающей среде. Оценка радиационного состояния осуществляется при помощи приборов, принцип действия которых базируется на следующих методах:

-ионизационный (измерение степени ионизации среды);

-сцинтилляционный (измерение интенсивности световых вспышек, возникающих в веществах, которые люминесцируют при прохождении через них ионизирующих излучений);

-фотографический (измерение оптической плотности почернения 
фотопластинки под действием излучения);

-калориметрические методы (измерение количества тепла, которое 
выделяется в поглощающем веществе).

Влияние выбросов  автотранспорта на здоровье городского населения

Согласно федеральному закону "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" (№ 52-ФЗ от 30 марта 1999 г.) санитарно-эпидемиологическое благополучие населения определяется как состояние здоровья населения, среды обитания человека, при котором отсутствует вредное воздействие факторов среды обитания на человека и обеспечиваются благоприятные условия его жизнедеятельности. Среди отраслей экономики России транспортный комплекс является крупнейшим загрязнителем окружающей среды. В масштабах страны доля транспорта в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферу от всех источников достигает 45%, в выбросах парниковых газов - примерно 10%, в массе промышленных отходов - 2%, в сбросах вредных веществ со сточными водами - около 3%, в потреблении озоноразрушающих веществ - не более 5%. Доля транспорта в шумовом воздействии на население составляет 85-95% на различных территориях.

Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автомобильного транспорта превышает таковой от всех других источников, особенно в крупных городах. Данное обстоятельство отрицательно сказывается на здоровье городского населения. Для России экологические проблемы автомобильного транспорта стали особенно актуальными в последнее десятилетие. Эксплуатируемые в стране автомобили не соответствуют современным европейским ограничениям по токсичности и выбрасывают вредных веществ существенно больше чем зарубежные аналоги. Существует несколько наиболее важных причин отставания России в этой сфере:

– низкая культура эксплуатации автомобилей. Количество неисправных автомобилей, находящихся в эксплуатации до сих пор весьма велико даже в Москве

– отсутствие жестких законодательных требований к экологическим качествам автомобилей.

– неподготовленность инфраструктуры эксплуатации автомобилей, оборудованных в соответствии с современными экологическими требованиями.

– в отличие от европейских стран, у нас в стране до сих пор затруднено внедрение нейтрализаторов.

Загрязнение воздуха представляет серьезную угрозу здоровью населения, способствует снижению качества жизни. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, воздействие токсичных веществ, загрязняющих воздух ежегодно вызывает 1700 -2700 разновидностей раковой болезни. В последние годы наблюдается тенденция роста раковых заболеваний, лейкемии и других угрожающих жизни заболеваний. Загрязнение воздуха является причиной шести процентов смертей в мире, утверждают специалисты Всемирной организации здравоохранения. Через выхлопные трубы автомобилей в атмосферу выбрасывается более двухсот химических веществ. Самое токсичное воздействие на живые организмы оказывают соединения тяжелых металлов, среди них наиболее опасен свинец, накапливающийся в радиусе 100-200 м от дороги. По мнению ученых, он разрушает гормоны. Его высокое содержание в крови вызывает замедление роста, расстройства слуха и интеллектуальную деградацию, поскольку разрушает химические соединения в мозге живых существ. Недавно американские исследователи высказали мнение, что люди, живущие в регионах с высокой концентрацией свинца, склонны к насилию и жестокости. Это стало ясно после обследования трех тысяч населенных пунктов США. Вывод однозначен: преступления в «нечистых» городах совершаются в четыре раза чаще, чем в «чистых». Рост преступности от воздействия свинца - вопрос дискуссионный, но никто не поспорит с тем, что свинец вреден для любого живого организма. Поэтому-то большинство цивилизованных стран отказалось от применения вредного этилированного топлива, содержащего свинец. В этом процессе власти воздействовали непосредственно на автопроизводителей, вводя строгие нормы выхлопа. В итоге практически ни один современный автомобиль просто-напросто нельзя заправлять опасным горючим, иначе он быстро выйдет из строя. К тому же свинцовые добавки не позволяют применять эффективные каталитические нейтрализаторы, снижающие токсичность выхлопа в десять раз. Эксперты американской Ассоциации легочных заболеваний объявили смог одной из основных причин многочисленных приступов астмы (400 тыс. случаев в год) и других респираторных заболеваний (1 млн случаев) у жителей США. Врачи считают, что 15 тыс. пожилых американцев умирают преждевременно именно из-за воздействия выхлопных газов.

Самый загрязненный город России, естественно, Москва. Заболеваемость москвичей в среднем выше, чем по другим районам страны: распространены болезни органов дыхания, астма, различные виды аллергии, сердечно-сосудистые заболевания, болезни печени, желчного пузыря, органов чувств. Особенно тревожный показатель - младенческая смертность, в столице ее уровень в несколько раз выше, чем в Европе. Только каждый четвертый выпускник московской средней школы полностью здоров. Да и откуда взяться здоровью у юного поколения, если в Москве не менее 40-45% вступающих в брак страдают хроническими недугами. Мнение врачей однозначно: повинна в этом главным образом отравленная окружающая среда. Ежегодно московский автотранспорт выбрасывает на каждого москвича 120 кг всякой заразы.

Во всех странах существует подробнейшая статистика, показывающая влияние автотранспорта на здоровье людей. В России такие данные тоже есть, но они не систематического характера, и по ним трудно судить о состоянии дел в целом. Но даже те отрывочные сведения, которые становятся достоянием общественности, однозначно свидетельствуют о приближающейся катастрофе, то есть о таких последствиях, которые необратимы. Удар в первую очередь наносится по генофонду нации, по самым маленьким россиянам. Значительная часть вредных компонентов накапливается на полотне дороги и прилегающих территориях. А наибольшая загазованность наблюдается вдоль дорог на высоте до полутора метров. Именно до этой отметки поднимаются тяжелые токсичные фракции, которыми дышат маленькие горожане. И во многих российских городах результат налицо. В Перми даже вынуждены были создать Институт детской экопатологии, пока единственный в стране. А астраханские специалисты выяснили, что автомобили значительно портят воздух не только когда ездят, но и когда заправляются. Более 100 крупных городов и регионов России характеризуются неблагоприятной для здоровья человека экологической обстановкой.

Санитарно-гигиеническое и эстетическое значение зеленых

 насаждений  в городах

Система озелененных территорий общего пользования города включает парки, сады, скверы, бульвары, насаждения на улицах, при административных и общественных учреждениях. 

Атмосфера городов и других населенных пунктов систематически загрязняется различными примесями. В воздух выбрасывается значительное количество дыма, золы, сажи и газов при сжигании разного рода топлива на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, в двигателях автомобилей, а также при производственных процессах химической, металлургической, текстильной и других отраслей промышленности. Ветер и транспортные средства поднимают в воздух пылевидные частицы почвы, а также золу, сажу и пыль производственного происхождения, осевшие на крышах и стенах домов, на дорогах и тротуарах.

В нашей стране мероприятия по охране атмосферного воздуха осуществляются на основе широко поставленных научно-исследовательских работ, посвященных изучению количественной концентрации загрязнений, попадающих в атмосферу, и дальности их распространения. Зеленые насаждения имеют немаловажное значение в очищении городского воздуха от пыли и газов. Пыль оседает на листьях, ветках и стволах деревьев и кустарников, а затем смывается атмосферными осадками на землю. Распространение или движение пыли сдерживается также газонами, которые задерживают поступательное движение пыли, перегоняемой ветром из разных мест. В глубине лесного массива на расстоянии 250 м от опушки содержание пыли в воздухе сокращается более чем в 2,5 раза. Пылезадерживающие свойства различных пород деревьев и кустарников неодинаковы. Лучше всего задерживают пыль шершавая листва вяза и листья сирени, покрытые ворсинками. Листья вяза задерживают пыль примерно в 5 раз больше, чем листва тополя; листья сирени в 3 раза больше тополя и т. д. В некоторых работах специально изучалась роль зеленых насаждений в борьбе за чистоту атмосферного воздуха. Целесообразно отбирать породы: одни - очищающие воздух от вредных газов, другие - от пыли. Эффективность пылезащитных свойств растений у разных пород не одинакова и зависит от строения дерева, его ветрозащитной способности. Лучше всего задерживают пыль деревья с шершавыми, морщинистыми, складчатыми, покрытиями волосками, липкими листьями. Шершавые листья (вяз) и листья, покрытые тончайшими ворсинками (сирень, черемуха, бузина), лучше удерживают пыль, чем гладкие (клен, ясень, бирючина). Листья с войлочным опушением по пылезадержанию мало отличаются от листьев с морщинистой поверхностью, но они плохо очищаются дождем. Клейкие листья в начале вегетации имеют высокие пылезадерживающие свойства, но их утрачивают. У хвойных пород на единицу веса хвои оседает в 1,5 раза больше пыли, чем на единицу веса листьев, и пылезащитные свойства сохраняются круглый год. Зная пылезащитные свойства растений, варьируя размеры озеленяемой территории, подбирая породы и необходимую густоту посадок, можно добиться наибольшего пылезащитного эффекта. Дожди, освобождая насаждения и воздушный бассейн от пыли, смывают ее на поверхность земли. В городе запыленность воздуха значительно выше, чем в пригороде. Количество пыли в воздухе изменяется в зависимости от влажности воздуха и скорости ветров. Наблюдения В. Ф. Докучаевой показывают, что запыленность воздуха под деревьями меньше, чем на открытой площадке: в мае на 20 %, июне на 21,8 %, июле на 34,1 %, августе на 27,7 % и в сентябре на 38,7 %. Очень хорошим пылеуловителем является вяз. Он задерживает пыль в 6 раз интенсивнее, чем гладколистный тополь. Растительность городских парков и скверов площадью 1 га за вегетационный период очищает от пыли 10 - 20 млн. м3 воздуха. Результаты исследований учитывают большую положительную роль зеленых насаждений в борьбе с запыленностью воздуха.

Количественные показатели запыленности воздуха находятся при прочих равных условиях в зависимости от размеров озелененной территории и степени густоты посадок. В воздухе большого парка с густыми насаждениями пыли меньше, чем в воздухе такого же большого парка, но с разреженными посадками.

Насаждения играют существенную роль и в вертикальном проветривании. Вследствие разницы в тепловом режиме озелененных и застроенных территорий воздух над застроенной территорией нагревается сильнее. Этот теплый воздух вытесняется более холодным, поступающим из зеленого массива, что усиливает вертикальные токи воздуха и способствует перемещению газов в верхние слои атмосферы. Чередуя вокруг точек выброса вредных газов насаждения с открытыми участками, можно значительно усилить проветривание территории в вертикальном направлении. Растительность обладает свойством поглощать газообразные отходы промышленного производства. Многолетние исследования Ростовского научно-исследовательского института Академии коммунального хозяйства, показали, что в воздухе участка, защищенного от промышленного предприятия зеленой полосой «ажурного» типа, оказалось меньше загрязнений, чем на не защищенном участке: сернистого газа на 14%, окиси углерода на 37, фенола на 36 и пыли на 23%. На участке, защищенном плотной зеленой полосой, загрязнений оказалось меньше: сернистого газа на 30%, окиси углерода на 35, фенола на 29 и пыли на 64%. 

Листья способны выполнять важную санитарно-гигиеническую роль, поглощая токсические газы, накапливая вредные вещества в покровных, а затем и внутренних тканях. Часть токсических веществ оттекает из листа и локализуется в побегах, растущих листьях, плодах, клубнях, луковицах, корнях. Древесная растительность может выполнять эти функции только при условии, что концентрация аэрозолей, особенно в жидкой или газовой фазах, не достигают пределов, губительно действующих на их живые клетки.

Зимой лиственные деревья лишены листьев. Хвойные растения, сохраняющие зелень и зимой, в меньшей степени устойчивы против вредных промышленных выбросов. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами приводит к их накоплению в растениях. Некоторые растения могут ограничивать поступление, регулировать аккумуляцию металлов на уровне организма, отдельных его органов, тканей клеток и регулировать передвижение из корней в стебли и листья. Определенная избирательная способность корневого поглощения позволяет растению избегать избыточной аккумуляции металлов. Устойчивые виды древесных растений, как правило, накапливают больше металлов в корнях, чем в надземной части. У травянистых растений в некоторых случаях защитная реакция к избыточному содержанию металлов проявляется в увеличении соотношения между корневой системой и надземной частью, а при оптимизации питания она снова выравнивается. Основными компонентами выбросов металлургических предприятий являются окислы железа.

Ассортимент декоративных растений, с которыми приходится иметь дело зеленому строительству, исчисляется десятками тысяч видов, разновидностей, форм и сортов. Он предоставляет возможность широкого выбора средств для создания произведений садово-паркового искусства, но и предполагает глубокие знания растительных форм и их «физиономических» качеств, тоесть внешне зрительно воспринимаемого облика деревьев, кустарников, цветов и лиан. Общее впечатление от посещения сада, парка, бульвара, загородной зоны отдыха складывается из восприятия формы, величины, цвета, характера устройства отдельных частей растения, от его вида в целом, а также взаимосвязи растений между собой, состава тех или иных групп и сообществ. Оценка декоративности деревьев и кустарников во многом определяется тем, как они выглядят в конкретном окружении в композиции парка, сада, лесопарка и т. п. Краски городского пейзажа и природный фон слагаются в серию зрительных картин. В процессе многолетнего развития, в течение вегетационного периода и под воздействием внешних условий растения изменяют свои габариты почти до неузнаваемости. Все это придает огромное многообразие зеленым насаждениям, делает их незаменимым элементом эстетического облика города.

Заключение

Научно-техническая революция была подготовлена выдающимися открытиями XX века и бурным развитием производственных. Это не только успехи ядерной физики, химии и т.д., но и не прекращающийся рост числа крупных городов и городского населения. Основные принципы радиационной безопасности заключаются в непревышении установленного основного дозового предела, исключении всякого необоснованного облучения и снижении дозы излучения до возможно низкого уровня. Во многих городах воздух загрязнён на 92―95% по вине автомобильного транспорта. Автомобильные выхлопы в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне человеческого роста. И люди дышат этими концентрированными выбросами. Человек потребляет в сутки 12 куб. м воздуха, автомобиль - в тысячу раз больше. Таким образом, автомобильный транспорт поглощает кислорода во много раз больше, чем все население города.

Поэтому необходимо все большее значение уделять посадке зеленых насаждений в городах. В городских условиях древесные насаждения и различные травы имеют неоценимое гигиеническое (оздоровительное), рекреационное (для отдыха и туризма), эстетическое (чувство прекрасного) и нравственное (воспитание духовных качеств) значение.

Список литературы

1. Безопасность жизнедеятельности/ Под ред. С. В. Белова.- 3-е изд., перераб.- М.: Высш. шк., 2001
2. Горохов В.А. Городское зеленое строительство.- М.: Стройиздат, 1991
3. Гостев В.Ф., Юсиевич Н.Н. Проектирование садов и парков.- М.: Стройиздат, 1991
4. Хазов П.Д. Лучевая диагностика: цикл лекций.- Рязань, 2006
5. Хазов П. Д. , Петрова М.Ю. Основы медицинской радиологии. –Рязань, 2005
6. Шумаков А.В. Краткое пособие по радиационной медицине .-Луганск -2006