Содержание
Введение
Асбест
1.1 Болезни, вызываемые вдыханием асбестовой пыли
1.2 Использование асбеста
1.3 Оценка риска
Токсичные вещества на рабочем месте
2.1 Типы опасностей от токсичных веществ на работе
2.2 Болезни и токсичные вещества
2.3 Законы, защищающие рабочих
Излучения: микроволны, радиоволны, высоковольтные линии электропередачи
3.1 Электромагнитный спектр
3.2 Биологическое действие неионизирующего излучения
3.3 Микроволны и радиочастотное излучение
3.4 Высоковольтные линии электропередачи
Радиация: рентгеновские лучи, гамма-лучи и частицы
4.1 Виды ионизирующих излучений
4.2 Возможные источники ионизирующих излучений, воздействующих на человека
4.3 Атомная энергетика и риск облучения
4.4 Биологическое действие ионизирующего излучения
4.5 Следует ли снизить допустимые дозы облучения?
4.6 Отходы урановых рудников: ненужный риск
Заключение
Литература
Введение
В этой работе мы рассмотрим некоторые ситуации, где отдельный человек мало что может сделать, чтобы избежать контакта с канцерогенами окружающей среды. Воздействие асбеста, ионизирующих излучений и ряда канцерогенных веществ на рабочих местах большей частью не может быть устранено индивидуальными защитными мерами. Различные загрязнители воздуха, способные увеличить опасность заболевания раком (такие, как микрочастицы), и некоторые загрязнители воды (например, тригалоидметаны) тоже относятся к категории факторов, с которыми поневоле приходится контактировать.
1. Асбест
Болезни, вызываемые вдыханием асбестовой пыли
Потребовалось много времени и усилий, чтобы узнать, что болезни, подобные пневмонии или скарлатине, вызываются микроскопическими созданиями - микробами. Как трудно было бы найти причину болезни, если бы ее симптомы проявлялись лишь через 20 или 40 лет после того, как человек подвергся воздействию микроорганизма. Но именно так обстоит дело с болезнями, вызываемыми вдыханием асбестовой пыли.
Одно из таких заболеваний - асбестоз, при котором дыхание затруднено из-за присутствия волокон асбеста в легких. Ткань вокруг Волокон уплотняется, и кислород не может здесь переходить в кровь. Асбестоз обычно не проявляется раньше чем через 20 лет после начала работы человека с асбестом.
Вдыхание асбестовой пыли может также вызывать рак, как самого легкого, так и покрывающей его плевры. По-видимому, даже кратковременное воздействие асбеста может привести к заболеванию раком спустя 20 - 40 лет. Так, известен случай, когда одна женщина, будучи еще ребенком, недолгое время ходила в школу в Южной Африке мимо свалки асбестовых отходов. По дороге из школы домой она вместе с одноклассницами имела обыкновение скатываться с асбестовых куч. После переезда семьи она больше никогда не имела контакта с асбестом. Через 50 лет она умерла от редкой формы рака легких (мезотелиомы), вызванного пылью, которой она дышала, когда ей было 5 лет.
Люди, работающие на судостроительных заводах (где используются большие количества асбеста для теплоизоляции кораблей), подвергаются повышенному риску получить мезотелиому. Это случается, даже если они работали там короткое время - всего несколько недель - и даже если они сами не имели непосредственно дела с асбестом. Большинство связанных с асбестом болезней встречается у людей, работавших в отраслях, где асбест производится или используется, однако существует, видимо, угроза также и для семей тех, кто работает с асбестом. Вероятно, асбест, занесенный в дом на рабочей одежде, был причиной развития мезотелиомы у детей или жен рабочих. Поскольку доказано, что даже такие небольшие количества асбеста вызывают болезнь, эксперты полагают, что и самый минимальный уровень загрязнения асбестом не может считаться безопасным.
1.2 Использование асбеста
Минеральная природа асбеста гарантирует, что он не горит. По этой причине асбест полезен в составе огнестойких материалов. Он находит применение в одежде пожарных, в жаростойких рукавицах и матах, для футеровки печей и для топочных воздуховодов. Его включают также в тормозные накладки, в плитку для потолков и пола, в смолу и цемент для кровельных работ. В некоторых материалах асбест прочно связан и поэтому вряд ли может загрязнять окружающую среду; к этой категории относятся плитки для пола. В других случаях асбест используется таким образом, что возможно его высвобождение в воздух и воду.
Иногда асбест находят там, где его не должно быть. В ряде лекарств, а также в некоторых сортах пива и джина были обнаружены волокна асбеста. Скорее всего, они были смыты в эти продукты, когда жидкость пропускали через асбестовые фильтры. Более 20 лет волокна асбеста загрязняли питьевую воду в Дулуте (шт. Миннесота) и Сьюпириоре (шт. Висконсин). Оба этих города берут воду из озера Верхнего. В течение 22 лет компания «Reserve Mining» ежедневно сбрасывала в это озеро 67000 т рудничных отходов, содержавших значительные количества асбеста. Повышенной заболеваемости раком желудочно-кишечного тракта в этом районе пока не отмечалось. Однако волокна асбеста были найдены в моче людей, пивших воду из озера Верхнего. Хотя асбест— известный канцероген, если его вдыхают, действие его при поглощении с водой не выяснено. Двадцать лет—недостаточно долгий срок, чтобы можно было сказать, возрастает ли частота рака в результате питья воды, загрязненной асбестом.
1.3 Оценка риска
Небольшие количества асбестовых волокон определенно присутствуют в воздухе крупных городов. Это, по-видимому, в основном связано с сооружением или сносом зданий с асбестосодержащими конструкциями.
Волокна были найдены также в воздухе тех мест, где асбест добывают, размалывают или превращают в различные продукты. К сожалению, нет хорошего метода выявления очень малых количеств таких волокон, переносимых воздухом. В некоторых районах страны природные месторождения асбестосодержащих пород могут создавать опасные уровни содержания асбестовых волокон в воздухе. Исследователи недавно рекомендовали закрыть пыльные велосипедные тропы в рекреационной зоне Клир-Крик в округе Сан - Бенито (шт. Калифорния). Пробы пыли, взятые вдоль троп, на 90% состояли из асбеста.
Известно, что почти у всех, а не только у людей, работающих с асбестом, в легких имеются «асбестовые тельца» (это волокна асбеста, которые после их вдыхания организм покрывает особым белком). К сожалению, мы не знаем, означает ли присутствие таких телец, что когда-нибудь у человека разовьется рак или другая связанная с асбестом болезнь. Вспомните, что вызванный им рак может не проявляться 20—40 лет. Поскольку мы еще так мало знаем о действии небольших количеств асбеста, кажется разумным по возможности предотвращать его попадание в воздух, воду и пищу.
Учитывая это, Агентство охраны окружающей среды в 1986 г. предложило запретить в будущем всякое производство асбестовой продукции. Если это предложение будет принято (после обсуждения общественностью и соответствующими агентствами), все производство асбестовых кровельных материалов, плиток для полов, асбоцементных труб и асбестовой одежды должно немедленно прекратиться. Изготовление всех других асбестосодержащих продуктов, а также добыча, размол и импорт асбеста будут постепенно прекращены за 10-летний период. Для большинства продуктов из асбеста имеются адекватные заменители. Главным исключением остаются накладки для тормозов и муфт сцепления в тяжелых грузовых автомашинах. Согласно оценке Агентства охраны окружающей среды, использование более дорогих заменителей асбеста в ближайшие 15 лет обойдется потребителям в 1,8 млрд. долларов. По оценке того же ведомства, такой запрет предотвратит гибель 1900 человек от болезней, связанных с асбестом (главным образом, среди работающих с ним), за тот же период.
2. Токсичные вещества на рабочем месте
2.1 Типы опасностей от токсичных веществ на работе
Для большинства людей с понятием охрана труда ассоциируются предохранительные устройства против прямой опасности для жизни и для целости конечностей, против несчастных случаев с машинами или химических ожогов. Это опасности, устранения которых работающие справедливо ожидают от администрации. Однако есть и другие, менее очевидные опасности, также угрожающие здоровью, и их масштаб только сейчас начинает выясняться. В работе, опубликованной в 1977 г. Национальным институтом профессиональной безопасности и здоровья, утверждалось, что один из каждых четырех американских рабочих на протяжении своей трудовой жизни может подвергнуться воздействию токсичного вещества, способного вызвать болезнь или смерть (Maugh, 1977). Это означает, что почти 22 млн. рабочих подвергались или подвергаются воздействию ядовитых веществ: растворителей, ртути, свинца, пестицидов и т. п. Кроме того, примерно 880000 этих рабочих, или 1% всей рабочей силы, в настоящее время контактирует с известными канцерогенами, такими, как асбест, соединения хрома, мышьяк или хлороформ. Часто рабочие или даже их наниматели не знают об опасности, так как токсичные вещества содержатся в продуктах, известных им только по фирменному названию.
Не составляют исключения и «белые воротнички». Секретари и администраторы могут подвергаться на предприятиях воздействию токсичных загрязнителей воздуха, подобно тому, как семьи работающих с асбестом, свинцом или пестицидами контактируют с этими веществами через рабочую одежду. Для анестезиологов и другого персонала операционных вероятность ряда патологий (болезней почек и печени, рака, рождения детей с врожденными пороками) выше, чем для населения в целом.
2.2 Болезни и токсичные вещества
Как могла проблема такого масштаба столь долго игнорироваться? Одна из причин - это использование фирменных названий и отсутствие этикеток с обычными или химическими названиями составных частей. Опубликованное в 1977 г. исследование Национального института по охране труда заняло два года отчасти потому, что 70% веществ, обнаруженных на рабочих местах, имели только фирменные названия. Институту пришлось запрашивать 10000 изготовителей для установления состава этих веществ.
В мае 1986 г. Управление профессиональной безопасности и здравоохранения стало требовать, чтобы все химические компании снабжали рабочих таблицами с детальной информацией об опасных химикатах, с которыми им приходится иметь дело. Профсоюзы и группы по охране окружающей среды протестовали против оговорки о том, что компании имеют право не публиковать такую информацию, если она затрагивает коммерческую тайну: таким образом, изготовители могут решать, обозначать ли им химикаты обобщенным (например, «галоидзамещенные углеводороды») или торговым названием («хлористый винил»).
Труднее определить, какие из материалов на рабочем месте токсичны. эпидемиологические данные о здоровье рабочих — это по необходимости косвенные данные, поскольку информацию приходится принимать в таком виде, в каком она дается. Нет возможности планировать точные эксперименты для проверки интересных теорий. В рамках Национальной программы по токсикологии химикаты испытывают на животных по системе приоритетов. Эта система основывается на предполагаемой канцерогеннсти химикатов и на том, как много рабочих или вообще людей, вероятно, подвергнутся их воздействию.
В прошлом рабочие часто оказывались случайными «кроликами» для испытания токсичных материалов. Асбест, мышьяк и хлористый винил были признаны канцерогенами после того, как было показано, что рабочие, имевшие дело с этими материалами, чаще заболевали раком, чем люди из других сравнимых групп населения. Однако некоторые болезни, подобно раку, не проявляются много лет после контакта с токсичным материалом. Даже если компания ведет тщательную регистрацию наемных работников, легко потерять след уже уволившихся рабочих, которые могли заболеть после этого. В некоторых случаях компании по ряду причин неохотно предоставляют данные о здоровье работающих. Среди этих причин, вероятно, боязнь привлечения к суду кем-либо из работающих или введения правительством новых ограничительных правил.
Законы, требующие, чтобы свидетельства о смерти содержали информацию о роде занятий умершего и родителей, помогли бы выявлять опасные работы, а также вещества, способные вызвать появление детей с врожденными дефектами.
2.3 Законы, защищающие рабочих
Управление профессиональной безопасности и здравоохранения по закону ответственно за охрану здоровья рабочих. Оно устанавливает пределы допустимого воздействия различных токсичных материалов или определяет, какие защитные средства необходимы рабочим. Кроме того, Управление инспектирует рабочие места, следя за выполнением предписаний работодателями.
Проблемы, связанные с доказательством вредности тех или иных материалов для рабочих, затруднили установление стандартов. Очень многие предписания оспариваются промышленниками в заседаниях комиссий или в суде. Это привело к долгой и дорогостоящей борьбе между Управлением, промышленниками и группами защиты прав работающих. В первые 9 лет своего существования Управление сумело установить предписания только для 20 веществ. В прошлом для обоснования своих предписаний Управление оценивало угрозу для рабочих от опасных веществ общими соображениями, по сути, представлявшими собой качественную оценку риска. Однако решением суда от Управления потребовали более точного обоснования: недостаточно просто предполагать, что уменьшение воздействия химиката всегда будет целесообразным. Иначе говоря, Управление должно указать фактическую пользу от предлагаемых мер, оценив ее в сопоставлении с их стоимостью.
Опасности, связанные с индустрией, и общество
Воздействию опасных веществ могут подвергаться не только рабочие на своих рабочих местах. От выбросов токсичных химикатов могут страдать и жители окрестных районов — регулярно или в случае аварии. Катастрофа в Бхопале (Индия), при которой погибло более 2000 человек, когда на заводе произошла утечка изоцианата, была наихудшим бедствием в истории промышленности.
Чтобы выяснить, возможны ли аналогичные происшествия в США, Агентство охраны окружающей среды провело обследование опасных химикатов, используемых и хранящихся в стране. Был составлен список 403 химикатов, представляющих опасность для общественного здоровья. Агентство предложило, чтобы местные органы власти или группы граждан проверяли на предприятиях книги регистрации как поступающих, так и производимых химикатов, чтобы выяснить, не производится ли в их общине какое-либо из 403 опасных веществ. Далее Агентство предлагает, чтобы местные власти выяснили у компаний процедуру обращения с химикатами, чтобы был исключен всякий риск для общины; было издано руководство для общин или групп, желающих предпринять такую программу (Chemical Emergency Preparedness Program, Interim Guidance, U.S.EPA, November 1985).
3. Излучения: микроволны, радиоволны, высоковольтные линии
электропередачи
В годы с 1953 по 1976 посольство США в Москве подвергалось слабому микроволновому облучению. Почему Советы решили облучать посольство, все еще не ясно. Возможно, было намерение создать у персонала какое-то особое нейрофизиологическое состояние. Безусловно, у людей появлялось некоторое беспокойство; однако, насколько позволяли установить имеющиеся медицинские методы, этот эффект был обусловлен больше боязнью того, что могут причинить микроволны, чем самим физическим воздействием. Известно, что излучения могут вредить здоровью человека, однако мы знаем также, что характер наблюдаемых последствий зависит от типа излучения и от дозы.
3.1 Электромагнитный спектр
На рисунке1 представлен весь электромагнитный спектр. Как показано на этой схеме, он включает много видов излучений — от очень длинных волн, возникающих, например, при работе электрогенераторов, до очень коротких, таких, как рентгеновские и космические лучи. Световые волны, воспринимаемые глазом, тоже входят в электромагнитный спектр, но это только малая часть всего диапазона.
Рисунок 1 Полная шкала э/м волн
Влияние излучений на здоровье зависит от длины волны. Последствия, которые чаще всего имеют в виду, говоря об эффектах облучения (радиационное поражение и различные формы рака) вызываются только более короткими волнами. Эти типы излучений известны как ионизирующая радиация. В отличие от этого более длинные волны — от ближнего ультрафиолета (УФ) до радиоволн и далее — называют неионизирующим излучением; его влияние на здоровье совершенно иное.
Микроволны находятся в этой неионизирующей области, тогда как рентгеновские лучи, гамма-лучи и космические лучи — это ионизирующие излучения. Мы рассмотрим здесь влияние этих двух категорий излучения на организм. Воздействие ультрафиолетовых лучей — главным образом их способность вызывать рак кожи.
3.2 Биологическое действие неионизирующего излучения
Неионизирующее излучение может усиливать тепловое движение молекул в живой ткани. Это приводит к повышению температуры ткани и может вызывать вредные последствия, такие, как ожоги и катаракты, а также аномалии развития утробного плода. Не исключена также возможность разрушения сложных биологических структур, например клеточных мембран. Для нормального функционирования таких структур необходимо упорядоченное расположение молекул. Таким образом, возможны последствия более глубокие, чем простое повышение температуры, хотя экспериментальных свидетельств этого пока недостаточно.
Большая часть опытных данных по неионизирующим излучениям относится к радиочастотному диапазону. Эти данные показывают, что дозы выше 100 милливатт (мВт) на 1 см2 вызывают прямое тепловое повреждение, а также развитие катаракты в глазу. При дозах от 10 до 100 мВт-см2 наблюдались изменения, обусловленные термическим стрессом, включая врожденные аномалии у потомков. При 1—10 мВт-см-2 отмечались изменения в иммунной системе и гематоэнцефалическом барьере. В диапазоне от 100 мкВт-см-2 до 1 мВт-см-2 не было достоверно установлено почти никаких последствий.
По-видимому, при воздействии неионизирующего излучения существенное значение имеют лишь ближайшие последствия, такие, как перегрев тканей (хотя имеются новые, пока неполные, данные о том, что рабочие, подвергающиеся действию микроволн, и люди, живущие очень близко к высоковольтным линиям электропередачи, могут быть больше подвержены заболеванию раком). В московском посольстве США концентрация энергии микроволн не превышала максимума в 18 микроватт на 1 см2, и там не удалось выявить никакого прямого влияния их на персонал.
3.3 Микроволны и радиочастотное излучение
Этому отсутствию видимых последствий при низких уровнях микроволнового облучения нужно, однако, противопоставить тот факт, что рост использования микроволн составляет, по меньшей мере, 15% в год. Помимо применения в микроволновых печах они используются в радарах и как средство передачи сигналов в телевидении и в телефонной и телеграфной связи. В США нет стандарта на дозы неионизирующих излучений, хотя закон об охране труда рекомендует, чтобы рабочие не подвергались воздействию выше 10 мВт-см~2. В бывшем Советском Союзе для населения принят предел в 1 мкВт-см-2.
Промышленные рабочие, участвующие в процессах нагрева, сушки и изготовления слоистого пластика, могут подвергаться некоторому риску, так же как и специалисты, работающие в радиовещательных, радарных и релейных башнях, или некоторые военнослужащие. Рабочие подавали иски на компенсацию с обвинением в том, что микроволны способствовали нетрудоспособности, и, по меньшей мере, в одном случае было принято решение в пользу рабочего.
Тем временем с увеличением числа источников микроволнового излучения возрастала и тревога в отношении его воздействия на население. Сооружение микроволновой телевизионной передающей антенны на крыше Нью-йоркского центра мировой торговли было остановлено, когда инженеры осознали, что это подвергнет какую-то часть служащих этого учреждения, а также туристов на крыше здания облучению порядка 360 мкВтсм-2. Береговой охране не разрешили соорудить микроволновую передающую башню в системе управления движением судов в гавани Нью-Йорка из-за сомнений общественности в безопасности микроволн.
Правительственные учреждения и группы заинтересованной общественности хотели бы установления стандартов на различные формы неионизирующей радиации. Многие промышленные группы желали бы иметь федеральные стандарты как для ориентировки при конструировании аппаратуры, так и для того, чтобы предотвратить разнобой в местных муниципальных постановлениях.
3.4 Высоковольтные линии электропередачи
Еще один предмет беспокойства наряду с микроволнами и радиочастотным излучением — это излучения от высоковольтных линий электропередачи. Такие линии предназначены для переноса больших количеств энергии от электростанций к крупным населенным центрам. Наиболее мощные из действующих линий рассчитаны на напряжение в 765 000 вольт (765 кВ); одна из них способна передавать достаточно энергии для Бостона и Балтимора вместе взятых. На будущее планируются линии напряжением до 2200 кВ. Линии таких мощностей создают вокруг себя электрические и магнитные поля.
В обычной кухне электроприборы могут создавать электрическое поле напряженностью около 3 В*м, Прямо под линией электропередачи на 765 кВ поле на уровне земли достигает примерно 10 кВ-м^-1. Однако если отойти на 150 м от линии, оно уменьшится до 0,1 кВм-1. Таким образом, возможные проблемы касаются в основном воздействий в зоне непосредственно вокруг линий или под ними. Эти воздействия включают электрический шок, биологические эффекты, вызываемые электрическими и магнитными полями, и влияние коронного разряда электрический шок. Высоковольтные линии вызывают электрический шок у людей или животных, передвигающихся под ними. На расстоянии до нескольких метров вокруг самой линии может происходить пробой воздуха между линией и проводящим объектом, открывающий путь для опасного тока. Электролинии должны подвешиваться достаточно высоко, так, чтобы никакой объект (например, судно с высокой мачтой) не мог попасть в зону возможного разряда.
Однако и электрическое поле вокруг линии тоже может создавать угрозу шока. Причина в том, что объекты в электрическом поле собирают электрический ток. Например, большой трактор под линией передачи на 765 кВ может стянуть до 4—5 миллиампер. Такой ток еще не представляет опасности, пока кто-нибудь, будучи заземлен (например, стоя на влажной почве), не дотронется до трактора и не позволит тем самым току пройти через свое тело в почву. Шок в этом примере, вероятно, окажется на верхнем пределе шока, который будет очень болезненным, но в остальном еще безвредным для ребенка. Однако в случае линии более высокого напряжения возможны и более серьезные последствия действия электрического поля. Помимо опасности шока электрические поля могут оказывать и другое действие на живой организм. Наружное поле линии электропередачи вызывает образование внутреннего электрического поля в живой ткани. В теле человека плотность внутреннего тока, создаваемого наружным электрическим полем в 10 кВ-м-1, все еще в 10—100 раз меньше плотности тока, которая, воздействуя на мембрану мышечной или нервной клетки, вызовет ее возбуждение. Может ли электрический ток столь малой плотности вызывать в клетках иные, более тонкие эффекты — этот вопрос оживленно дискутируется. Пока ничего такого не выявлено, но эксперименты продолжаются.
На поверхности тела или у верхушки остроконечного листа местное поле может быть гораздо более сильным, чем внутреннее поле. Это создает у людей ощущение покалывания, создаваемое вибрацией волосков на коже. Кроме того, у заостренных листьев кончик может оказаться обожженным (круглые листья не повреждаются). Все это, по-видимому, не приводит к каким-либо вредным результатам для организма в целом, хотя некоторые люди находят покалывание неприятным. Российские авторы сообщали и о других последствиях, таких, как чувство усталости, но их эксперименты не удалось воспроизвести в США.
Электрическое поле под линией электропередачи на 765 кВ определенно может влиять на некоторые виды сердечной аритмии. Хотя в сердце имеется надежный механизм защиты, фермерам или рабочим с аритмией, которым приходится проводить время под высоковольтными линиями, следует посоветоваться с врачом. Люди, проезжающие под такой линией на машине, ничем не рискуют, так как металлический кузов автомобиля защитит их от наружного электрического поля.
Влияние магнитного поля. У поверхности земли под линией электропередачи на 765 кВ напряженность магнитного поля составляет около 0,56 Гс, но она быстро снижается до 0,016 Гс на расстоянии 150 м от линии. Перелетные птицы, по-видимому, способны обнаруживать магнитные поля в 0,4 Гс, создаваемые большими антеннами, что могло бы затруднять им ориентацию; однако птицы, видимо, способны использовать другие ориентиры (например, положение солнца и звезд). Фактически никакой дезорганизации птичьих перелетов из-за магнитных полей не наблюдалось.
Не было установлено и других вредных биологических влияний магнитных полей при уровнях, существующих под ныне действующими линиями электропередачи.
Влияние коронных разрядов. Коронные разряды, происходящие главным образом при плохой погоде — это пробои воздуха, непосредственно окружающего линию электропередачи. Больше всего они заметны по производимому шуму — потрескиванию или шипению. Хотя этот шум намного ниже уровней, способных повредить слух, он может раздражать. Коронные разряды могут также создавать помехи для радио- и телевизионных сигналов, что может быть серьезной проблемой в зонах неуверенного приема. Кроме того, возможно образование озона и окислов азота; однако их уровни по сравнению с другими источниками слишком низки, чтобы вызывать беспокойство.
Виды на будущее. Итак, не было доказано, что электрические и магнитные поля, создающиеся под высоковольтными линиями электропередачи, вызывают серьезные биологические последствия. Однако если вольтаж линий будет повышен, могут возникнуть проблемы, особенно с электрическими шоками. Электрическим компаниям придется тогда вводить приспособления для защиты людей, растений и животных от более сильных электрических полей.
4. Радиация: рентгеновские лучи, гамма-лучи и частицы
4.1 Виды ионизирующих излучений
Взглянув снова на спектр электромагнитных волн (рисунок 1), мы увидим, что его коротковолновый конец состоит из рентгеновских лучей, гамма-лучей и космических лучей. Эти лучи обладают достаточной энергией, чтобы освободить электрон из атома, частью которого он был. В результате образуются ионы (почему эти виды излучений и называют ионизирующими). Воздействием этих ионов и обусловлены дальнейшие изменения в облученных клетках. Некоторые типы частиц, подобные испускаемым радиоактивными материалами, тоже вызывают образование ионов.
Распад ядер нестабильных элементов порождает ионизирующие частицы и ионизирующее излучение. Нестабильные элементы, которые мы называем радиоактивными, испускают альфа-частицы, бета-частицы и гамма-лучи. Гамма-лучи обладают наибольшей проникающей способностью из всех продуктов радиоактивного распада. Они могут проходить сквозь несколько сантиметров свинца без существенного ослабления своей энергии. Те, кто работает вблизи веществ, испускающих гамма - радиацию, должны соблюдать максимальную осторожность, чтобы ограничить ее воздействие.
Подобно гамма-лучам, рентгеновские лучи тоже в высокой степени проникающие. Нужны несколько сантиментов свинца, чтобы их задержать. Космические лучи, состоящие из частиц и электромагнитного излучения, непрерывно бомбардируют нас из мирового пространства. Хотя часть космических лучей может быть задержана несколькими слоями свинца, другая их часть проникает даже в глубочайшие шахты. Интенсивность космических лучей возрастает на больших высотах настолько, что космонавтов, возможно, придется приравнять к людям, работающим с ионизирующей радиацией. Интенсивность космических лучей возрастает также с приближением к полярным широтам.
4.2 Возможные источники ионизирующих излучений,
воздействующих на человека
Люди могут подвергаться воздействию рентгеновских лучей, космических лучей и радиации от распада радиоактивных элементов. Мы измеряем получаемую дозу облучения чаще всего в ремах и миллиремах1 — единицах, отражающих как интенсивность излучения, так и его действие на ткани человека. Пределы допустимого облучения тоже устанавливаются в ремах и миллиремах. Если мы исключим излучения от медицинских рентгеновских аппаратов и других источников, созданных человеком, то получим то, что называют естественным радиационным фоном. Это та доза, которую мы получали бы, если бы не было никаких источников излучения, привнесенных нами самими.
Естественный фон в США чаще всего лежит в пределах от 100 до 150 миллирем в год. В Лидвилле (шт. Колорадо), расположенном на высоте 3,3 км над уровнем моря, отмечен один из наивысших уровней фонового излучения—160 миллирем — благодаря большей интенсивности космических лучей, достигающих города. Радиоактивные элементы в земной коре, такие, как калий-40 и радий, тоже вносят свой вклад в радиационный фон.
Рентгеновские обследования, назначаемые врачами,— это обычный источник получаемых нами доз ионизирующей радиации. Хотя такую экспозицию оценивают в 90 миллирем в год, это лишь средняя цифра. Многие люди получают гораздо большие дозы, другие же не получают никаких. Ежегодное просвечивание грудной клетки на туберкулез в настоящее время не считается хорошей практикой. Более старое рентгеновское оборудование, все еще используемое во многих местах, создает дозы намного выше, чем это необходимо.
В период, когда атомные и водородные бомбы испытывались в атмосфере, радиоактивные элементы рассеивались вокруг земного шара в виде облаков частиц. Дождевые капли поглощали эти частицы, и происходило выпадение радиоактивных осадков. В районах, очень близких к атомным взрывам, например на островах в Тихом океане, оно было вначале достаточным для того, чтобы оставить измеримые уровни радиоактивности в почве, но в дальнейшем радиоактивность осадков становилась уже незначительной по сравнению с фоновым излучением.
4.3 Атомная энергетика и риск облучения
Воздействие излучений от радиоактивных элементов — это предмет беспокойства, возросшего с появлением атомной энергетики. В первые 15 лет существования атомных электростанций здесь допускались систематические выбросы малых количеств излучающих материалов. Более старые станции должны были работать так, чтобы ни один человек в окрестности не получал более 500 миллирем в год, а средняя доза для людей на большем удалении от станции не должна была превышать 170 миллирем в год. Такие нормы отражали действовавшие в то время стандарты на допустимые дозы для всего населения. В середине семидесятых годов Комиссия по атомной энергии подверглась критике за эти стандарты и прореагировала ужесточением предельных норм эмиссии радиоактивных элементов атомными станциями. Наибольшая допустимая годовая доза была уменьшена с 500 миллирем до 5 миллирем, а средняя доза до величины меньше 1% от природного фонового излучения, т.е. до 1 миллирема.
Ясно, что при этих новых стандартах нормальная работа атомных электростанций перестала вызывать особое беспокойство, однако излучение остается проблемой. Один из оставшихся опасных источников излучения связан с установками для регенерации атомного топлив. Другой источник — это добытая и отбракованная урановая руда. Однако еще большую тревогу вызывает возможность того, что террористы или воюющие страны могут захватить отработанное атомное топливо или расщепляющиеся материалы и создать ядерное оружие —атомную бомбу из материала, подобного плутонию, или устройство, разбрасывающее смертоносное содержимое отработанного топливного стержня. Взрыв такого оружия мог бы привести к массовому поражению людей радиацией.
Наконец, следует упомянуть о том, что ряд радиоактивных элементов может концентрироваться в пищевых цепях (биологическое накопление). Примером служит фосфор-32. В реке Колумбия ниже Ханфордской атомной электростанции концентрация его в сигах была в 5000 раз выше, чем в воде, в ушастых окунях и краппи в 20 000—30 000 раз выше, а в нитчатых водорослях в 100000 раз выше. Другие примеры радиоактивных элементов, накапливаемых живыми организмами,— цинк-65, железо-59 и иод-131. Население может облучаться ими при употреблении некоторых продуктов. Рыба может содержать фосфор-32, устрицы и другие моллюски — цинк-65, а молоко — иод-131. К сожалению, пути этих элементов в пищевых цепях не настолько хорошо изучены, чтобы можно было оценить связанную с ними опасность.
4.4 Биологическое действие ионизирующего излучения
Последствия облучения для здоровья людей, живущих в настоящее время, можно разделить на две категории. Острые симптомы, возникающие после интенсивной кратковременной экспозиции, проявляются на протяжении нескольких дней или недель. Такие случаи очень мало вероятны, за исключением атомной войны или аварийных ситуаций. Последствия длительного облучения в малых дозах вряд ли могут проявиться скоро — для этого нужны годы. Такого рода поздние симптомы нельзя отличить от обычных болезней старения, особенно это относится к раку. Мы знаем, что ионизирующее излучение может вызвать рак молочных желез и щитовидной железы, лейкоз, рак легких, желудочно-кишечного тракта и костей. Эти болезни наблюдались у людей, получивших дозы в 100 рем и больше при несчастных случаях или такой катастрофе, как взрывы атомных бомб в Нагасаки и Хиросиме.
Хотя радиация может вызвать рак, заболевший обычно не может указать на облучение как на его причину. Население и рабочие, как правило, рискуют получить лишь очень малую дозу—от 0,1 до 5 рем. Те формы рака, которые вызываются облучением, могут быть индуцированы иными агентами. Поэтому для того, чтобы с помощью обычных статистических методов установить, вызваны ли определенные формы рака этими низкими уровнями облучения, потребовалось бы обследовать очень большое число людей — порядка сотен тысяч. Обычно невозможно найти столько подвергшихся облучению лиц или столько случаев определенной формы рака, чтобы эпидемиологическое исследование позволило установить связь заболеваний с полученными малыми дозами радиации. Некоторые исследователи обрабатывали имеющуюся информацию более сложными статистическими методами, но большинство других ученых не признают результаты убедительными.
Для оценки возможного действия малых доз используются также данные о последствиях облучения в дозах больше 100 рем. Среди специалистов идет горячий спор: как экстраполировать данные о действии больших доз, чтобы предсказать действие меньших доз, и имеется ли порог, ниже которого уже нет никакой опасности? Это аналогично спорам о действии низких доз химических канцерогенов. Большинство ученых согласно в том, что нет никаких доказательств существования порогового уровня, особенно для некоторых типов излучений, например для альфа-частиц.
Можно полагать, что помимо рака излучение вызывает также генетические повреждения, т.е. мутации, которые могут быть переданы будущим поколениям. Результаты экспериментов на животных и культурах клеток привели ученых к убеждению, что это весьма вероятно. Однако, хотя у выживших после атомной бомбардировки и у их детей были обнаружены поврежденные хромосомы, существенного увеличения частоты врожденных аномалий не было отмечено. Это, вероятно, обусловлено низкими средними дозами для гонад родителей (50 рем), а также малыми размерами популяции (78 000 детей от родителей, переживших Хиросиму или Нагасаки). По некоторым оценкам, природное фоновое излучение (около 100—150 миллирем) вызывает, вероятно, 0,1—2% всех генетических болезней.
4.5 Следует ли снизить допустимые дозы облучения?
Основываясь на изучении групп людей, работающих в атомной энергетике, и других групп, получающих небольшие дозы радиации, некоторые эксперты доказывают необходимость уменьшить допустимый профессиональный риск облучения с 5 рем в год до 0,5 рем (500 миллирем) в год. Такой стандарт был рекомендован в 1978 г. комитетом Национальной академии наук. Он всего лишь примерно вдвое выше дозы от рентгеновского обследования грудной клетки.
В 1977г. почти 5000 из 70000 рабочих атомной энергетики получили дозы более 2 рем. Помимо персонала атомных электростанций, в стране имеется около 170 000 рентгенологов. Хотя уровень их облучения должен быть ограничен меньшими дозами, чем профессиональный стандарт в 5 рем в год, их фактическое облучение в большинстве случаев неизвестно.
4.6 Отходы урановых рудников: ненужный риск
Горняки урановых рудников подвергаются облучению на месте работы, и в связи с этим у них значительно повышена частота рака легких. Излучение здесь обусловлено естественным радиоактивным распадом урана.
В результате ряда последующих этапов образуется радиоактивный газ, называемый радоном, который распространяется во всем воздухе рудника.
Распад радона приводит к образованию новых радиоактивных элементов в форме одиночных атомов, которые долго остаются взвешенными в воздухе. Горняки вдыхают загрязненный воздух, и радиоактивные производные радона откладываются в их легких. Маски или фильтры не могут задерживать частицы, состоящие из одного атома. Поэтому единственный способ уменьшить воздействие радиации на горняков состоит в частой замене воздуха в шахте свежим воздухом.
Горняки не единственные люди, облучаемые на этом этапе цикла атомного топлива. После извлечения окиси урана из урановой руды остаются рудничные отходы, которые все еще содержат какое-то количество урана, не поддающееся извлечению. Поскольку радон — это продукт реакций распада урана, воздух вблизи отвалов тоже содержит газообразный радон, и концентрация его здесь может быть в 500 раз выше природного фона. Этот воздух загрязнен также радиоактивными продуктами распада радона.
Вследствие недосмотра и неосведомленности о риске рудничные отходы были использованы при изготовлении бетона для жилых домов и иных построек. Отходы из Олд-Климакс-Милл (шт. Колорадо), содержавшие около 0,03% урана, употреблялись в качестве строительного материала при сооружении домов в городе Гранд - Джанкшен в том же штате. Их вводили в состав строительного раствора и цемента, а также использовали для нивелировки поверхности и для засыпки пустот вокруг фундамента.
Концентрация продуктов распада радона в воздухе этих домов иногда в пять раз превышала предел, допустимый для работающих в урановых рудниках. Таким образом, воздействие потенциального канцерогенного фактора на обитателей этих домов было значительным. В ряде домов были частично удалены и заменены фундаменты, стены и дымовые трубы, а также засыпка, причем федеральное правительство и правительство штата Колорадо участвовали в оплате этих работ.
Большинство месторождений, достаточно богатых ураном, чтобы их разрабатывать, находятся в западных районах США. Штаты Нью-Мексико, Вайоминг, Колорадо и Юта служат главными поставщиками руды, и здесь все еще можно увидеть холмы из отходов. Когда операции по размолу руды были перенесены к более богатым месторождениям, эти холмы были просто брошены. В результате они попали в частные руки, и новые владельцы часто не знали об опасности этого материала. В восьми штатах такие отвалы существуют до сих пор, причем некоторые из них очень близко к крупным общинам. Наименьшая куча занимает площадь всего 0,8 га, а наибольшая—43 га. Одна куча вблизи брошенной мельницы для размола руды находится на расстоянии 30 кварталов от нижней части города Солт-Лейк-Сити (шт. Юта). Известно, что всего в западных штатах имеются 23 поля урановых отходов, за которыми нет никакого контроля. Мельницы закрыты, а отходы остались.
Проблему разрешить не так просто. На отвалы можно насыпать несколько футов земли и посадить растительность. Это предотвратит перенос ветром пылевидных частиц и загрязнение воздуха. Однако для того, чтобы помешать выделению газообразного радона, потребуется, видимо, покрыть отвалы слоем почвы в 3 - 6 метров. Тем временем нужно ввести в практику немедленное погребение отходов по мере их накопления в результате продолжающихся работ по добыче и обогащению руды. В 1978 г. Конгресс провел закон, предусматривающий, что правительство покроет затраты на ликвидацию радиоактивных отходов, образовавшихся до 1978 г., так как многие отвалы созданы компаниями, выполнявшими правительственные контракты. Однако закон обязывает промышленность ликвидировать все отходы, возникшие после 1978 г. Тем не менее сделано пока очень немногое - промышленники утверждают, что затраты слишком велики.
Заключение
Канцерогенные факторы окружающей среды можно разделить на две группы: такие, воздействие которых мало зависит от отдельного человека (например, химикаты и излучения на рабочем месте), и такие, для которых эта зависимость значительна (например, канцерогены табачного дыма и пищи). Асбест относится к первой группе. Вдыхание даже небольших количеств асбестовой пыли может через 20—30 лет привести к развитию асбестоза, рака легких или мезотелиомы. Асбест применяется (или ранее применялся) для теплоизоляции, в тормозных накладках, для изготовления огнестойкой одежды, в плитках, цементе и кровельном гонте, а также может содержаться как случайная примесь в дорожных покрытиях, медикаментах и косметике. Большая часть асбеста, воздействию которого подвергается население, находится в воздухе — это результат износа тормозных накладок или сноса зданий, строившихся с применением асбестосодержащих материалов. В течение ближайших 10 лет всякое использование асбеста будет постепенно прекращено, чтобы снизить частоту вызываемых им болезней у рабочих, а в конечном счете и у всего населения.
Воздействию канцерогенных веществ подвергаются многие рабочие и служащие. Из-за недостоверности научных данных и вследствие давления промышленности Управление профессиональной безопасности и здравоохранения ввело ограничения лишь на немногие из бесчисленных опасных веществ, с которыми приходится контактировать на рабочих местах. Жители окружающих районов тоже могут подвергаться действию вредных выбросов от промышленных предприятий.
Радиационную опасность могут создавать излучения двух категорий—ионизирующие и неионизирующие. Первые обладают достаточной энергией, чтобы освобождать электроны из атомов. К этой категории относятся рентгеновские лучи, гамма-лучи и космические лучи. Неионизирующие излучения—микроволны, радиоволны и волны от линий электропередачи—не способны освобождать электроны. Однако эти волны все же могут вызывать тепловое повреждение тканей, а также разрушать клеточные структуры или вызывать рак. Мы пока не знаем, создают ли какую-либо угрозу для населения нынешние дозы неионизирующего излучения от радиопередатчиков или высоковольтных линий. Имеются некоторые указания на то, что рабочие, на которых воздействует такое излучение, подвергаются риску.
Ионизирующее излучение может вызывать острые последствия, такие, как лучевая болезнь и смерть, или хронические последствия, например разные формы рака и генетические повреждения. Те же формы рака могут вызываться и другими опасными агентами, так что конкретные жертвы обычно не в состоянии доказать, что рак у них вызван облучением. Для профессионального риска подвергнуться действию излучения от промышленных или энергетических источников установлен предел 5 рем в год, а для населения—1 миллирем, т.е. 1% от природного радиационного фона.
Отходы урановых рудников представляют серьезную опасность, так как могут иногда создавать дозу в 500 раз выше природного фона. Хотя правительство участвует в обезвреживании отходов, образовавшихся до 1978 г., по поводу ликвидации более поздних отходов возникает много судебных тяжб.
Литература
1. Пособие П. и Ч. Ревелли «Среда нашего обитания». Кн. 4 «Здоровье и среда, в которой мы живем»