7.4 Физические факторы

Воздействие физических экологических факторов на здоровье человека имеет не меньшее значение, чем влияние химических соединений. К физическим воздействиям относятся различные излучения, шумы, климатические погодные условия и др. Большинство физических факторов внешней среды, с которыми взаимодействует человек, имеют электромагнитную природу. Световые волны - лишь малая часть их. Влияние лучей на здоровье зависит от длины их волны. Когда говорят об «облучении» (радиационное поражение), то имеют в виду воздействие коротких волн. Эти типы излучений известны как ионизирующая радиация. Воздействие длинных волн (от ближних ультрафиолетовых до радиоволн) называют неионизирующим излучением. Эти два типа излучений по-разному влияют на здоровье людей.

Ионизирующее излучение состоит из рентгеновских лучей, гамма-лучей и космических лучей. Эти виды лучей обладают энергией, достаточной для превращения атомов в ионы с высвобождением электронов. Воздействием этих ионов и обусловлены изменения в клетках организма. Распад ядер радиоактивных элементов также порождает ионизирующее излучение, состоящее из α-, β- и γ-лучей. Наиболее опасно γ-излучение, так как оно проходит через несколько сантиметров свинцовой защиты. Опасность рентгеновских лучей возрастает на больших высотах. Поэтому работа космонавтов может быть приравнена к работе с радиоактивным излучением.

Люди подвергаются действию ионизирующих излучений при рентгене, радиоактивном распаде элементов и из космоса. Доза облучения чаще всего измеряется в бэрах (1 бэр эквивалентен по биологическому воздействию дозе в 1 рентген).

Если исключить воздействие источников, созданных человеком, то уровень излучения будет соответствовать естественному радиационному фону. Естественный фон в США равен 100 - 150 миллибэр (мбэр) в год. На высоте более 3,0 км фоновые излучения больше - до 160 мбэр. Средняя доза, получаемая при рентгене, оценивается в 90 мбэр в год.

На заре использования атомной энергии нормативы эмиссии радиоактивных элементов были таковы: в окрестностях АЭС - не более 500 мбэр год ^-1 на 1 чел., а в отдаленных районах - не более 170 мбэр год ^-1. После 70-х гг. эти нормативы были резко ужесточены. Наибольшая допустимая годовая доза уменьшена до 5 мбэр, а средняя - до 1 % от природного фона, т. е. до 1-1,5 мбэргод ^-1. Если нормативы выполняются, то атомные станции не опасны для людей. Но остаются вызывающие опасения излучения от установок регенерации атомного топлива и отбракованной урановой руды. Большую тревогу вызывает и возможность захвата террористами отработанного атомного топлива или других расщепляемых материалов.

Следует обратить внимание и на то, что некоторые радиоактивные элементы могут аккумулироваться в пищевых цепях. Так, например, в сигах концентрация фосфора-32 была в 5 тыс. раз выше, чем в воде; в окунях - в 20 - 30 тыс. раз больше, а в некоторых водорослях - в 100 тыс. раз (в реке Колумбия, ниже атомной электростанции). Известны случаи накопления цинка-65 в моллюсках, иода-131 в миноге, стронция-90 в судаке и т. д. Население может получать эти элементы с пищей. Однако их воздействие при попадании в организм с пищей недостаточно изучено, чтобы можно было оценить опасность.

Около половины всех излучений поступает от природных источников. Одну треть в этом естественном фоне составляют космические лучи, вторую треть - природные радиоактивные элементы в почвах и горных породах, оставшаяся треть приходится на радиоактивные элементы (калий-40 и др.), присутствующие в организме человека. Грунтовая вода или природный газ могут содержать радон. Некоторые стройматериалы (камень, фосфогипс и др.) также могут быть источником излучений.

Из антропогенных источников излучений наибольшая доля принадлежит радиоактивным выбросам, рентгеновским процедурам и радиоактивным медикаментам. При путешествии на самолете увеличиваются дозы облучения космическими лучами. Табачный дым также содержит радиоактивные частицы. Значительная доля излучений приходится на радиоактивные осадки. Серьезную опасность представляют отходы урановых рудников, так как иногда радиация от них в 500 раз превышает природный фон.

Последствия облучения для здоровья людей можно разделить на две категории: 1) острые симптомы после интенсивной кратковременной экспозиции, возможной в аварийных ситуациях и во время атомной войны; 2) последствия длительного облучения малыми дозами, которые выявляются спустя годы. Ионизирующее излучение может вызывать рак молочной и щитовидной желез, легких, желудочно-кишечного тракта, костей, лейкоз, лучевую болезнь. Помимо рака, последствиями излучения могут быть генетические повреждения, т. е. мутации, которые передаются будущим поколениям. Для профессионального риска установлен предел - 5 бэр в год, а для населения - 1 бэр в год, т.е. 1 % от природного радиационного фона. Но и природные фоновые излучения, по некоторым оценкам, могут вызывать до 2 % генетических болезней.

Неионизирующие излучения - микроволны, радиоволны и волны от линий электропередачи - могут вызывать тепловое повреждение тканей, разрушать клетки и провоцировать рак. Пока нет данных о влиянии на людей существующих доз этих излучений от радиопередатчиков и высоковольтных линий. Но имеются опасения, что рабочие, постоянно подвергающиеся их действию, рискуют своим здоровьем. К сожалению, в последние годы на всей территории России фактически прекратились исследования биологического действия электромагнитных полей, создаваемых линиями электропередачи, радиотелевизионными средствами связи, радиолокаторами и другими объектами. Отсутствуют экологогигиенические нормативы для защиты окружающей среды от возможного вредного действия этих полей. Итак, в результате внутреннего и внешнего облучения человек в течение года в среднем получает дозу 0,1 бэр, т. е. в течение жизни - около 7 бэр. В этих дозах облучение не приносит вреда. Однако есть такие районы, где даже природный фон выше средней дозы за счет естественных радиоактивных источников. Так, в Бразилии (200 км от Сан-Паулу) есть возвышенность, где годовая доза составляет 25 бэр.

Наибольшую же опасность, конечно, представляют антропогенные источники загрязнений. Например, в 1994 г. было проведено радиационное обследование в 28 городах России: выявлено 554 случая радиоактивного загрязнения в 16 городах (Москва, Санкт- Петербург, Братск, Волгоград, Нижний Тагил, Новосибирск, Новочеркасск, Самара, Череповец и др.). Большинство участков характеризуются гамма-излучением от десятков мкРч^-1’ до десятков мР ч ^-1.

В Череповце обнаружен участок с 2 мРч ^-1, а в Санкт-Петербурге 40 мР ч ^-1. Загрязнение обусловлено, в основном, несанкционированно хранимыми или захороненными радиоактивными отходами (радий-226, цезий-137 и др.), технологическими отходами производств, содержащими радионуклиды и строительными материалами. Здания с концентрациями радона в воздухе, превышающими нормы, выявлены в Санкт-Петербурге, Новосибирске, Иркутске, Байкальске. Неблагополучная обстановка по радону установлена в Ленинградской, Свердловской, Челябинской, Оренбургской, Новосибирской, Иркутской областях, в Забайкалье и на Дальнем Востоке.