Лазерное и ионизирующие излучение

Лазерное излучение генерируют в инфракрасной, световой, ультрафиолетовых областях неонизирующих ЭМИ. Применяются в оптике, размерной отработке, сварке и тд. Характеризуются плотностью потока излучения (Вт\м²).

Факторы воздействия на среду и человека подразделяют на первичные и вторичные. Первичные – лазерное излучение установки, излучение электрически повышенное электрическое напряжение, акустические шумы, вибрация, загрязнение воздуха газами, рентгеновское излучение. Вторичные – возникают при взаимодействии лазерного излучения с мишенью. Они воздействует на глаза и внутренние органы (вызывают перегрев).

Ионизирующие излучение (радиация) сопровождается испусканием частиц или гамоквантов.

Техногенные ионизирующие излучения делят на:

• рентгеновские с частотой 3*10¹⁷ до 5*10¹⁹Гц.
• Гамма-излучение с частотой более высокой.

Наиболее опасными являются радиоактивные вещества с периодом полураспада от нескольких месяцев до десятков лет. За это время они успевают строить биологические системы.

Среди них выделяют те, которые являются аналогами жизненно важных веществ на планете - цезий, стронций, калий, кальций.

Менее опасные вещества с меньшим полураспадом, до нескольких суток – йод и с большим периодом полураспада – 100ни тысяч лет – плутоний, уран.

Основные дозиметрические величины и единицы измерения.

1. Активность – мера радиоактивности, характеризует скорость ядерных превращений (распада) радионуклидов.[Беккерель]и Кюри[Кл].

2. Экспозиционная доза – мера ионизации воздуха, характеризует потенциальную возможность поля ионизирующего излучения к облучению тел или вещества. В системе СИ [Кл кг], а внесистемная – рентгенR.

3. Поглощенная доза – мера радиационного эффекта облучения, характеризует энергию излучения, переданное телу определенной массы, то есть поглощенная энергия в единице масс. В системе СИ – Грекки [Гр] Гр = Дж/кг, внесистемная – рад. Это радиационная абсорбированная доза. Соотношением 1/100 – дундоментальная дозиметрическая величина.

4. Эквивалентная доза – мера биологического эффекта – облучение, в зависимости от вида ионизирующего излучения. Произведение поглощенной дозы данного вида поглощение на соответствующий взвешивающий коэффициент этого излучения. Он устанавливается экспериментально. В системе Си - Зиверд [Зв], внесистемная – БЭР – биологический эквивалент рада, 1 Зиверд = 100 БЭР. Взвешивающий коэффициент учитывает относительную эффективность различных видов облучения в индуцирование биологических эффектов.

Основная дозиметрическая величина в области радиационной безопасности введена для оценки возможного ущерба здоровью человека от хронического воздействия ионизирующего излучения произвольного состава.

Пример: биологическая эффективность к быстрым нейтронам (нейтронная бомба) в 10 раз и альфа в 20 раз больше, чем бета частиц и гамма излучения.

5. Эффективная эквивалентная доза – мера риска возникновения отдаленных последствий с учетом радиоактивности различных органов. Сумма произведений эквивалентны дозе в органе на соответствующий, взвешивающий коэффициент для органа.

6. Индуктивная эквивалентная доза – эф. Эк. Доза полученная группой людей от какого либо источника радиации. Полное коллективное эффективное эквивалентная доза – кол-м эф. Экв. Доза, которую получит поколение людей от какого либо источника за время его существования (источника). Эффект в виде соматических и генетических эффектах.

ЛЕКЦИЯ 8.

ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОГЕННЫХ РЕГИОНАЛЬНЫХ И ГЛОБАЛЬНЫХ ОПАСНОСТЕЙ

План лекции

1. Региональные и глобальные опасности

2. Воздействие на атмосферу.

3. Воздействие на гидросферу.

4. Воздействие на литосферу

Региональныеи глобальные опасности

Региональные и глобальные опасности обусловливают:

• Воздействие на атмосферу: кислотные дожди, фотохимический смог, выбросы в приземный слой атмосферы, парниковый эффект, разрушение озонового слоя. Парниковые газы, озоноразрушающие вещества (фторхлоруглероды),
• Воздействие на гидросферу и его последствия.
• Воздействие на литосферу. Химическое загрязнение почв.
• Электрический ток. Механическое травмирование. Системы повышенного давления. Транспортные аварии.

Воздействие на атмосферу.

Выбросы в приземные слои атмосферы в Москве составляют порядка 1,9 млн. тонн в год; 1,8 млн. тонн в год за счет транспорта. В больших городах более 90 % от общего объема загрязнений приходится на транспорт. Основные компоненты выбросов – моно оксид углерода достигает 50 % общих выбросов загрязняющих веществ, причем 70 % его образуется при сгорании топлива. Промышленные предприятия и ТЭС являются в городах и промышленных центрах поставляют до 50% загрязнений. Второй по значению компонент загрязнения – пыль. Она составляет до 15 % в общем объеме загрязнений. Основной ее источник - сжигание топлива (твердого)на ТЭС и в двигателях внутреннего сгорания. Оксиды азота и серы также в основном поступают при сжигании топлива. Кроме них в атмосферу поступает большое количество летучих углеводородов, свинец, органические соединения, формальдегиды, фенол, сероуглерод.

В результате взаимодействии загрязняющих веществ в атмосфере развиваются негативные для человека и природы процессы - фотохимический смог, кислотные осадки, парниковый эффект, истончение озонового слоя. Все они представляю большую опасность.

Фотохимический смог. Смог токсичен – содержит ПАН, азот, альдегиды, и прочее.

Кислотные осадки. Источниками кислотных дождей являются газы, содержащие серу и азот. Наиболее важны двуокись серы, оксиды азота и сероводород. Возникают из-за неравномерного распределения этих газов в атмосфере. Основную долю кислотных дождей на основе азота дают соединенияNOиNO_2. Серные и азотные кислоты поступают так – же в виде паров, от предприятий.

Различают два вида седиментации (осаждение):

1. Влажное – выпадение кислот раствор в капельной влаге (влажность более 100%).

2. Сухое – кислоты в атмосфере присутствуют в виде капель.

Парниковый эффект. Связан с поступлением в атмосферу диоксидов углерода, метана, оксидов азота, водных паров. К повышению температуры может привести рост концентрации в атмосфереO_3, CH_4, N₂O,SO_2, CO₂, фреонов. Эти примеси пропускают коротковолновую часть спектра солнечного излучения и удерживают длинноволновое тепловое излучение Земли, что ведет к росту температуры

Разрушение озонового слоя. Этот слой расположен на расстоянии 25-50 км от Земли, в стратосфере, поглощает большую часть биологического активного ультрафиолетового излучения солнца с длинной волны 240-310 нм, сохраняя жизнь. Нагревает атмосферу, ограничивая глобальную циркуляцию воздуха в тропосфере, участвует в формировании климата и погоды. Вещества-катализаторы разложения азона - это оксиды азота, атомарный хлор. Источниками поступления хлора являются озоноразрушающие вещества - фторхлоруглероды (фреоны), бромфторуглероды.

Воздействие на гидросферу.

В России потребляется порядка 80% воды из престных поверхностных источников, 13% из подземных, более 6% из морской воды. Тенденция – повышение доли морской воды в структуре водозабора. Из природных источников большая доля расходуется на производство и распределение электроэнергии, газа и воды. Поверхностные воды подвергаются зарегулированному водозабору и расходованию, и как итог развиваются процессы обмеления, пересыхания и эвтрофикации.

Различают экстремально высокое загрязнение, когда уровень ПДК для веществ 1 и 2 класса опасностей превышают более чем в 5 раз, для 3 и 4 классов более чем в 50 раз, и высокое загрязнение с более низкими показателями. Максимальная нагрузка приходится на Волгу, Енисей, Обь, и Северную Двину.

Особо опасно загрязнение тяжёлыми металлами- ртуть, свинец, кадмий, хром, марганец, никель, кобальт, ванадий, медь, цинк, железо, сурьма, металлоиды, мышьяк и селен.

Органические вещества пестициды, СПАВ и ПАВ, хлорорганические соединения, ароматизированные углеводороды поступают с помышленными и коммунальными стоками, с ливневым стоком с с/х полей. Накопление органических веществ в водоеме в начальный момент дает мощное развитие биомассы (планктоны, рыбы), а затем при последующем разложении с недостатком кислорода возникают процессы биодеградации, приводящие к полному зарастанию водоема – эвтоафикации.

Воздействие на литосферу.

Виды воздействия:

• Физическое- изъятие территории под сооружение коммуникаций, зданий, транспортной сети, коммуникационное хозяйство.
• Загрязнение почвы твердыми отходами, устройство свалок, полигонных отходов
• Изменение структуры почвы- сельское хозяйство, использование земель, добывающие отрасли
• Создание милиционных и ирригационных территорий (искусственное обводнение и осушение)
• Химическое загрязнение почв:

1. Атмосферный перенос загрязняющих веществ (тяжелые металлы, кислотные осаждения)

2. Сельское хозяйство (удобрение, пестициды)

3. Наземное загрязнение (отходы быта, различных производств, отвалы, загрязнение нефтью)

Из атмосферы металл в почву попадает форме оксида, растворяясь, переходит в гидроксиды, карбонат или форму обменных катионов.

Важным показателем почвы является их кислотность РН. В зависимости от РН почвы относятся к:

• Кислым РН больше 7
• Щелочным РН меньше 7

Подкисленные почвы способствую переходу тяжёлых металлов в растворимые соединения. Тяжёлые металлы и повышенная кислотность обладает с энергетическими действиями на растения.

Виды деградации почвы:

• Засоление, вплоть до образования солончаков
• Эрозия почв – воздействие ветра, н рациональное использования почв
• Латеризация почв – совместное воздействие ливневых потоков и солнца.

ЛЕКЦИЯ 9.