Fizikinė tarša

Home / Fizika / Fizikinė tarša

Fizikinė aplinkos tarša ir jos poveikis

Fizikinės taršos rūšys

Fizikinė aplinkos tarša yra suprantama kaip tam tikros rūšies energija,kuri gali sukelti sveikatos pakenkimus tuoj pat arba po tam tikro veikimo laikotarpio.Fizikinė aplinkos tarša gali būti gamtinės ir antropogeninės kilmės.

Įvairios energijos rūšys yra priskiriamos fizikinei taršai,kuri gali sukelti sveikatos pakenkimus.

Fizikinės taršos rūšys yra:

1. triukšmas ir virpesiai;

2. jonizuojančioji spinduluotė;

3. nejonizuojančioji spinduliuotė.

Daugumą gyventojų nuolat veikia aplinkos triukšmas,radonas,ultravioletinė radiacija bei temperatūros svyravimai.Minėti veiksniai gali kelti pavojų padidintos sveikatos rizikos grupių žmonėms.Didžiausia pavojų sveikatai kelia ddėl žmogaus veiklos kilusi fizikinė aplinkos tarša.Didelis triukšmas darbe veikia milijonus žmonių.Apie 5mln. žmonių buvo paveikti pavojingų apšvitos dozių Černobylio branduolinio reaktoriaus katastrofos,be to, daugeliui metų buvo užteršti žemės plotai,kad tapo netinkami gyventi ir vystyti ūkinę veiklą.

Jonizuojančioji spinduluotė ir jos sukeliami sveikatos pakenkimai

Radiacijos keliamas pavojus oraganizmui gali būti jonizuojantis ir nejonizuojantis. Spinduliavimo esmę sudaro kai kurių cheminių elementų savybė išskirti elektromagnetinę energiją.

Radioktyvumas (cheminių elementų savybė spinduliuoti energiją) būna natūralus arba gamtinis (radiacinis fonas) ir dirbtinis,sukuriamas urano reaktoriuose.

Organizmą veikia kosminiai sspinduliai,oro,žemės,vandens,augalų ir visų gyvų organizmų radioktyvūs elementai bei jų produktai.Radioaktyvios medžiagos irdamos skleidžia alfa,beta ir gama spindulius.Žemės paviršiuje daugiausiai spinduliuoja radonas,radioktyvusis kalis,uranas,toris.Jų

spinduluotė sudaro radiacijos foną,kurio intensyvumas priklauso nuo saulės aktyvumo,uolienos sudėties,metų laiko.Natūralus radiacijos fonas sveikatai nepavojingas.

Jonizuojančiąją spinduluote vadinama tokia eenergijos rūšis,kuriai veikiant aplinkoje iš cheminių medžiagų atomų ir molekulių susidaro skirtingų krūvių dalelės-jonai,galintys sukelti jonizaciją gyvų organizmų audinių ląstelėse.

Tokia spinduluotė skleidžia savaime skylant atomo branduoliams. Visų medžiagų mažiausia dalelė,kuri išlaiko savo struktūrą ir chemines savybes,yra atomas,Atomas yra sudarytas iš branduolio ir apie jį skriejančių elektronų.Atominis svoris lemia cheminę elemento charakteristiką-elektronų skaičių,jų išsidėstymą,tarpusavio atomų rūšį.Cheminiai elementai,kurių branduoliuose yra vienodas skaičius protonų,bei skirtingas skaičius neutronų,yra vadinami izotopais.Izotopų branduoliai susidaro nuklindų grupę,kurių dauguma savaime skyla ir virsta vis kitokeis nusklidais,išlaisvindami energiją.

Nestabilūs atomai,kurie turi per daug neutronų,tampa stabilesniais išspinduliuodami daleles arba elektramagnetinę energiją.Išskiriamos spinduluotės tipas(alfa,beta,gama radiacija) priklauso nuo atomų nestabilumo tipo.

Nestabilūs atomo skilimo metu išskiriama spinduluotė yra vadinama radioktyvumu. Kiekviena nestabilaus atomo rūšys turi pusamžį,nusakantį laiką ,per kurį skyla pusė atomų.Virsmų kkiekis per vieną sekundę vadinamas aktyvumu ir matuojamas bekereliais (B/q).

Radioktyvių medžiagų sukeliamų pakenkimų dydžių ir pobūdžiui turi įtakos daug veiksnių,tačiau didžiausios įtakos turi spindulių rūšis ir dozė.

Jonizuojančiosios spinduliuotės energijos kiekis,perduodamas organizmui ,vadinamas doze.Energijos kiekis,kurį sugeria kūno masės vienetas,vadinamas sugertąja apšvitos doze ir SI sistemoje matuojamas grėjais(Gy).

Vienas grėjus rodo,kad 1kg audinių sugėrė 1džiaulį (J) energijos.Tačiau grėjus neišreiškia skirtingo dalelių pavojingumo organizmui,todėl buvo įvestas pavojingumo koeficientas ,kurį padauginus iš dozės,gaunama ekvivalentinė dozė-zivertas (Sv).

SI sistemoje jonizuojančios spinduliuotės poveikiui organizmą nnusakyti yra naudojami tokie matavimo vienetai;

1. bekerelis kilogramui svorio-efektyvusis aktyvumas (Bq/kg)

2. grėjus- sugertoji spinduliavimo dozė (Gy = 1J/kg)

3. zivertas -ekvivalentinė spinduliavimo dozė (Sv)

4. zivertas per sekundę -ekvivalentinės spinduliavimo dozės galia(Sv/s = H)

Jonizuojančiosios spinduluotės dozės ,kurios nesukelia pakitimų žmogaus organizme ,vadinamos leistinamis dozėmis.

Maksimali leistina dozė yra didžiausia ekvivalentinė dozė,kuria tolygiai švitinant organizmą 50 metų nesukeliami nei organizmo ,nei paveldimi genetiniai pakitimai.

Radioktyvūs izotopai skleidžia 5 rūšių spindulius, kurie skiriasi savo prigimtimi, energija, skvarbumu ir poveikiu į organizmą.

Alfa spinduliai – tai alfa dalelių, susidedančių iš neutronų ir protonų srautas, kurio skvarbumas yra nedidelis, tačiau yra didelė jonizacijos galia. Alfa dalelės turi didelę masę, todėl sklinda netoli (3-12 cm) ir jas gali absorbuoti oro sluoksnis, popieriaus lapas, oda. Jų spinduliavimas kelia žmogui didelį pavojų, kai jos patenka į organizmą su vandeniu, maistu, kvėpuojant arba per pažeistą odą. Dalelės veikia jonizuodamos audinių ląsteles ir greitai jas suardo.

Beta spinduliai sudaro vidutinio skvarbumo ir vidutinės jonizacijos galios elektronai ir protonai. Beta spindulių gebėjimas jonizuoti kitų elementų atomus arba molekules yra mažesnis negu alfa spindulių, tačiau jie yra skvarbesni. Oru šie spinduliai nuo spinduliavimo šaltinio keliauja iki keliolikos metrų, į organizmą prasiskverbia 1-2 cm. Juos sulaiko 5-7 mm storio plastmasinis arba aliumininis ekranas. Beta dalelių jonizuojantis poveikis yra ssilpnesnis už alfa dalelių.

Gama spinduliavimas kyla, kai nepastovus nuklidas būna taip stipriai sužadintas, kad minėtų dalelių išmetimas jo nenuramina ir tada yra išmetama gryna energija. Gama spinduliai yra didelio dažnio ir labai mažo ilgio elektromagnetinės bangos. Šie spinduliai pasižymi didele energija ir greičiu, jie labai skvarbūs. Jie ore sklinda šimtus metrų, tačiau jų jonizuojatins poveikis yra mažesnis už alfa spindulis. Gama spindulius sulaiko tik storas švino lakštas, gelžbetoninė plokštė, storas žemių sluoksnis.

Neutronų spinduliavimas yra didelio skvarbumo ir biologinio aktyvumo laisvų neutronų iš branduolių srautai. Neutronų srautai gali praeiti didelius atstumus ir sukelti didelį pakenkimą, kadangi jie neša energiją, sukeliančią radioaktyvų spinduliavimą. Neutronų srautą sulėtina vandenilio turinčios medžiagos (vanduo, parafinas), jį absorbuoja kadmio, grafito ekranai.

Rentgeno spinduliai yra didelio dažnio elektromagnetinės bangos, didesnio bangos ilgio negu gama spinduliai (n = 10-6 – 10-9 cm). Rentgeno spinduliavimą sužadina elektronų beta dalelių sąveika su kita medžiaga. Jie yra labai skvarbūs, pasižymi didele energija, todėl yra labai pavojingi. Juos sulaiko storas švino lakštas.

Jonizuojančios spinduliuotės biologinis poveikis.

Jonizuojati spinduliuotė gali sukelti sveikatos pakenkimus. Sveikatos kenkimų kilmė ir pobūdis daugumoje atvejų yra pagrįstas eksperimentais su gyvuliukais ir žmonių, paveiktų didelės apšvitos dozių, tyrimais. Tokie tyrimai atlikti Japonijoje po atominių bombų sprogimo ir Baltarusijoje po Černobylio atominio reaktoriaus sprogimo. MMažesnių apšvitos dozių poveikis žmonėms stebėtas taikant jonizuoatiį švietimą piktybinių navikų gydymui ir atlikus kalnakasių, apšvitintų radonu, profesinės sveikatos tyrimus.

Jonizuojančios spinduliuotės poveikis būna dvejopas:

• Slenkstinis poveikis (ne atsitiktinis, dėsningas) arba deterministinis,

• Ne slenkstinis poveikis (atsitiktinis).

Slenkstinis poveikis pasireiškia su tam tikra tikimybe būti ar nebūti pakenkimui. Pvz., paveikus didelei radiacijos dozei, būna didelė vėžio rizika, tačiau gali nebūti rizikos skirtumo tarp gavusiųjų labai dideles ir dideles dozes.

Neslenkstinis poveikis būna stebimas asmeniui pagal dozė-atsakas priklausomybės kitimą, kai didesnė vidinė dozė sukelia stipresnį sveikatos pakenkimą.

Nedidelės jonizuojančios spinduliuotės negalima išvengti, nes ji yra gamtinės kilmės, ji sudaro gamtinį foną. Iš aplinkos šaltinių, tokių kaip

kosmoso, pastatų medžiagų ar požemio radono spinduliuotė sudaro pusę žmogaus metinės dozės. Bendra dozė priklauso nuo geografinės vietovės. Be gamtinio fono, žmonės gali būti veikiami jonizuojančių spindulių, naudojamų diagnostikos ir gydymo tikslais arba buityje (švytinti laikrodžiai, žibintuvėliai). Minėtų šaltinių įnašas į bendrą apšvitos dozę yra labai mažas, sudaro apie 0,5 proc. Kiti jonizuojančios apšvitos šaltiniai yra katastrofos atominiuose reaktoriuose, branduoliniai bandymai, atominiai reaktoriai, kurių pasaulyje yra dagiau kaip keturi šimtai.

Jonizuojančios spinduliuotės poveikis organizmui priklauso nuo spindulių rūšies, jų dozės, poveikio trukmės bei organizmo savybių. Organizmą apšvitinus, audiniuose prasideda cheminiai procesai, kurių metu susidaro laisvieji radikalai – molekulės, atomai ar

atomų grupės, turinčios nesuporuotų elektronų. Kai jų organizme susidaro daug, organizmo apsauginė sistema nepajėgia jų neutralizuoti, prasideda ląstelių destrukcija ir imuninė sistema neapsaugo organizmo nuo infekcijos, patologinių4 ląstelių. Radiacija sukelia nukleido rūgščių pakitimus, sutrikdo dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) sintezę, slopina ląstelių atsinaujinimą. Ląstelės struktūroje, kurioje užkoduota visa genetinė informacija, vyksta pakitimai. Kinta chromosomų struktūra, sutrinka atskirų fragmentų seka, įvyksta genų mutacijos. Chromosomų pakitimai gali lemti paveldimas ligas, įgimtas anomalijas, piktybinius navikus.

Žmogaus organai reaguoja į jonizuojančių spindulių poveikį labai skirtingai. Jautriausios spinduliavimui yyra jauniausios ląstelės. Raudonieji kaulų čiulpai bei kiti kraujodaros elementai nukenčia pirmiausiai, po to seka lytinių ląstelių, akių ragenos pakenkimai ir kitų audinių pakenkimai.Labai jautrūs švitinimui vaisiaus užuomazga,kūdikių ir vaikuų smegenų audiniai:

Pobūdis Poveikis Sąlygos pasireiškimui

Ankstyvasis

(ūminis) Mirtis

Eritema

Sterilizacija Labai didelė dozė kūnui

Labai didelė dozė odai

Labai didelė dozė genitalijoms

Vėlyvasis

(slenkstinis) Kaulų čiulpų depresija

vystymosi sutrikimai

Protinis atsilikimas Didelė dozė kūnui

Poveikis vaisiui

Pasireiškia gimus

Vėlyvasis

(neslenkstinis) Piktybiniai navikai

Leukozės

Paveldimi defektai Bet kokia dozė, po 5-20 metų

Po metų

Bet kokia dozė, pasireiškia priklausomai nuo gautos dozės

Sveikatos pakenkimai gali kilti esant kelioms dešimtosioms Sv, priklausomai nuo absorbuotos dozės ir spindulių rūšies. VVėlyvasis (slenkstinis) poveikis kyla esant daug didesnei dozei negu yra sukeliama aplinkos apšvita veikiant branduoliniams reaktoriams (milijoninis Sv dalys, µSv). Tačiau neslenkstinis (atsitiktinis) poveikis, įskaitant vėžinius susirgimus ir paveldimus defektus, gali kilti esant ir mažai dozei.

Jonizuojančios spinduliuotės sukelti bendri organizmo ppažeidimai vadinasi spinduline liga.

Spindulinė liga būna ūminė ir lėtinė. Ūminę ligą sukelia didelė jonizuojančių spindulių dozė, gauta per trumpą laiką. Ligos forma būa lengva, kai ekvivalentinė spinduliavimo dozė būna 1-2 Sv, vidutinio sunkumo – 2-6 Sv, sunki – 6-10 Sv ir labai sunki – paveikus 10 Sv dozei.

Pirminė ūminė spindulinės ligos stadija prasideda praėjus 1-3 val. po apšvitinimo ir trunka 2-3 dienas. Jos požymiai yra galvos skausmai, pykinimas, vėmimas, žarnyno spazmai, šalčio krėtimas, karščiavimas, judėsių koordinacijos sutrikimas. Vėliau minėti reiškiniai per dvi savaites išnyksta, tačiau kraujyje pradeda mažėti leukocitų ir trombocitų kiekis, Prasideda ryškių klinikinių simptomų etapas, kuriame būdinga karščiavimas, silpnumas, svorio mažėjimas, dezorientacija, pradeda slinkti plaukai. Dėl kraujodaros pažeidimo kraujyje sumažėja limfocitų,

Skandinavijoje trombocitų, eritrocitų. Pakenkiama imuninė sistema iir sumažėja atsparumas antrinei infekcijai, pakenkiama širdies ir kraujagyslių sistema.

Kai radiacijos dozė nebūna didesnė kaip 6 Sv, laiku pradėjus gydymą ligoniai išgyvena. Kai dozė būna didesnė, ligoniai miršta per 2-3 mėn. nuo kraujodaros pakenkimo, kraujo užkrėtimo, infekcinės ligos, didelių kraujo išsiliejimų gyvybiškai svarbiuose organuose.

Lėtinę spindulinę ligą sukelia ilgą laiką organizmą veikiančios mažos (iki 1 Sv) jonizuojančios spindulinės dozės. Pirmieji ligos požymiai būna centrinės nervų sistemos funkcijos sutrikimai, vėliau kraujyje sumažėja limfocitų, trombocitų, eritrocitų, prasideda distrofiniai sutrikimai. Ligos pablogėjimo pperiodai kartojasi, liga gali tęstis ilgą laiką. Pakenkiama reprodukcinė sistema, būna nevaisingumas, gimsta apsigimę naujagimiai ir žūva vaisius. Ligoniai gali susirgti piktybiniais navikais.

Nauji moksliniai tyrimai byloja, kad susirgti leukozėmis ar vėžiu galima kartą apšvitinus kūną 0,01 Gy sugertąja spinduliavimo dozę. Po atominio bombordavimo praėjus 2 metams, pasireiškė leukozės, kurių maksimalus skaičius buvo po 6-7 metų. Vėžys paplito praėjus 10 metų, o maksimalus navikų paplitimas buvo stebėtas praėjus daugiau kaip 30 metų po apšvitinimo. Tarp labiausiai paplitusių vėžio rūšių buvo pieno laiukų, skydlaiukės (10 iš 100), plaučių ir odos vėžys.

Svarbiausias dėmesys nustatant jonizuojančios spinduluotės keliamą riziką gyventojams yra skiriamas dozei-atsakui tirti esant mažoms dozėms.Tikimybė susirgti ir mirti nuo vėžio populiacijoje,kuri yra veikiama mažų dozių,yra 5 iš 100 asmens Sv ,arba 5mirtys nuo vėžio ,jeigu 1 Sv doze bus paveikti 100000 žmonių.Kai kurios žmonių grupės yra jautresnės spinduliavimo poveikiui ir jos greičiau suserga.Tai maži vaikai,nėščios moterys,ligoti ir silpnos sveikatos žmonės,sergantieji lėtinėmis ligomis.Dažniausiai susergama leukemija,plaučių vėžiu,odos,lytinių liauku ar skydliaukės vėžiu.Nedidelių dozių spinduluotės sukeliami piktybiniai navikai turi ilgą latentinį periodą:leukozėms jis trunka iki 10 metų ,o kitoms formoms-20-30 metų.

Ypatingai jautriai ir greitai į apšvitą reaguoja žmogaus embrionas ir vaisius ir jų pakenkimas bus daug dažnesnis negu visos populiacijos.Apsigimimų tyrimai byloja,kad neščių moterų darbe ggaunama dozė neturėtų viršyti 1 Sv.

Urano kasyklose dirbančių sveikatos tyrimai rodo ,kad radonas didina plaučių vėžio rizika.Rodono dujos,kurios yra sukauptos gruntiniame vandenyje ar dirvoje,gali lengvai patekti į namus ir pašvitinti gyventojus.Skandinavijoje,Šveicarijoje,vietovėse,kur yra geležies rūdos klodai,radono koncentracija būna daug didesnė už foninę ir gali kelti pavojų sveikatai.

Epidemiologinės studijos,atliktos Jungtinėje Karalystėje,byloja,kad vaikų,gyvenančių šalia branduolinių reaktorių,sergamumas leukoze yra padidėjęs,o Prancūzijoje padidėjimo nebuvo nustatyta.Pastaraisiais metais Jungtinėse Amerikos valstijose atlikti žmonių,gyvenančių šalia 62 reaktorių,mirtingumo tyrimai nenustatė mirtingumo padidėjimo. Manoma,kad tiriant dideles populiacijas ir nekontroliuojant kitų veiksnių,galinčių turėti įtakos mirtingumo rodikliui ,nedidelės vėžio rizikos padidėjimas galėjo būti nepastebėtas.Anglijoje ir Velse atliktų tyrimų duomenimis,vaikų,gyvenančių šalia branduolinių reaktorių,leukozės rizika yra 14-15 proc. didesnė.

Gyventojų sveikatos riziką didina radioaktyviosios atliekos,susidarančios naudojant radioaktyvų kurą.Panaudotas kuras yra laikomas saugyklose šalia elektrinių.Radioaktyvių atliekų saugyklos yra dviejų rūšių:

1. mažo ir vidutinio radioktyvumo:

2. didelio radioktyvumo atliekų saugyklos

Mažo ir vidutinio radioaktyvumo saugyklų saugumas yra užtikrinamas tinkamais barjerais,saugančiais nuo jonizuojančių spindulių sklidimo į aplinką.Dažniausiai yra naudojami sekli požeminė saugykla.Didelio radioaktyvumo atliekos yra būdinga šilumos spinduliavimas ir ilgas skilimas(pusėjimas). Jos yra laikomos specialiai įrengtuose vandens rezervaruose.Būtina gera izoliacija,kad nebūtų nuotekų į aplinka ir nekiltų grėsmė gyventojams.

Apsauga nuo jonizuojančios spinduluotės yra pagrįsta techninėmis, organizacinėmis ir individualiomis-higieninėmis priemonėmis.

Individualioms saugos priemonėms yra priskiriami ekranai,specialieji darbo rūbai,akiniai,pirštinės,respiratoriai,higienos priemonės. Personaliniai dozimetrai yra naudojami ddarbuotojams,dirbantiems su jonizuojančios spinduluotės šaltiniu,stebėti,kad nebūtų viršijama

maksimali leistina dozė.Asmenims,kurie su jonizuojančiais šaltiniais

tiesiogiai nedirba,tačiau kuriuos gali veikti įstaigose naudojamas radioaktyvios medžiagos arba jie gyvena ir dirba apsauginėje zonoje,yra nustatoma dozės riba kalendoriniams metams.

Dirbantieji su radioaktyviomis medžiagomis privalo ne rečiau kaip 2 kartus per metus pasitikrinti sveikatą.Neleidžiama dirbti ,jeigu asmuo serga kraujo ligomis,yra organiniai ar vegetaciniai nervų sistemos sutrikimai,menstruacinio ciklo sutrikimai,odos ligos it kt. ligos.

Related Posts