Faktory poškozující zdraví Faktory poškozující zdraví Doc. MUDr. Jan Šimůnek, CSc. Ústav preventivního lékařství 6. května 2015 Přehled • Fyzikální • Hluk (a vibrace) • Záření • Další • Chemické • Z hlediska individua • Z hlediska prostředí a jeho vlivů na zdraví • Biologické • Psychosociální Co je to hluk Fyzikální definice Chvění vzduchu, případně jiného média, které se může přenést na sluchový aparát člověka = zvuk Vznik Chvěním pevných těles + přenosem na další média Oprava na subjektivitu Hluk je zvuk, který je vnímaný negativně; poškozuje zdraví (to druhé nemusí 100% platit) Fyzikální charakteristika Vlnění Jako vlněihí je charakterizován vlnovou délkou nebo frekvencí (při známé rychlosti jsou vzájemně přepočítatelné) a intenzitou, což je při grafickém znázornění yýška vlny. 1 k lidskému organismu Vztah - Člověk vnímá 16 Hz - 20 kHz (omezení věkem apod.) Lidský hlas je v rozsahu 2-5 kHz Ale i zvuk mimo uvedené rozmezí může poškodit zdraví Měření intenzity Příklady intenzity Primárně se jedná o tlak zvukových vln na předměty Měří se v decibelech, existují i další (ne běžné) jednotky, které zohledňují různou citlivost ucha pro různé vlnové délky Lze měřit aktuální hladinu hluku (hlukoměr) a lze měřit vážený průměr (hlukoměr + hlukový dozimetr), na ten jsou stavěny normy kapající voda 10 dB lidský hlas 40 - 50 dB limit pracovní prostředí 85 dB školní tělocvična 90-100 dB techno hudba 110dB letecké motory 130 dB práh bolesti 150 dB Typy podle trvání • ustálený proměnlivý • pulsní Proč rozlišujeme Ochrana vnitřního ucha rexlexním napětím MUSCULUS STAPEDIUS, MUSCULUS TENSOR TYMPANI funguje hluk ustálený, ne příliš rychle proměnlivý selhává hluk puslní, proměnlivý s prudkými skoky Důsledek selhání: Vysoké energie se dostanou do vnitřního ucha =>■ poškození smyslových buněk Účinky Fyziologické • pozadí (bylo prokázáno, že 0 vede ke stresu) • informační, komunikační Škodlivé • Obtěžování, rušení (mírnější intenzity, více závisí na charakteru činnosti), narušování komunikace • Poškození zprostředkované sluchovýmn ústrojím - rů psychosomatická a neurotická poškozní. • Poškození sluchového ústrojí (akutní - akutrauma, poškození středního ucha + bubínku; chronické -poškození smyslových buněk) • Poškození jiných tkání (u velmi vysokých intenzit) Poškození sluchu Celkové účinky na nervovou soustavu Na hraně poškození, v některých případech může vadit: Vlna o vyšší intenzitě zabrání vnímání následujících o nižší intenzitě (úroveň zlomků sekund) • Může zakrýt výstražné akustické signály • Využití - ztrátové zvukové formáty typu mp3 Ohlušení - posun zvukového prahu na desítky minut až hodin Akutrauma - překročila se fyzická odolnost ucha, především středního Chronické nevratné poškození sluchu - dlouhodobé působení vysokých intenzit (měsíce až léta, velmi vysoké interindividuální rozdíly): Cílovou tkání je smyslový epitel ve vnitřním uchu Může vyvolat psychický stres (obecně) neurotické projevy zejména poruchy spánku, pocit napětí, poruchy soustředění neurózy pestrá psychická a somatická Symptomatologie Může zhoršit, vyvolat krizi psychózy obecně zhoršuje průběh epilepsie může vyvolat akutní záchvat Vztah k úrazům Úrazy Sluchového ústrojí - přímo vyvolává Ostatní - zvyšuje riziko úrazu různými mechanismy, od snižování schopnosti soustředění až po maskování výstražných signálů a blokování schpnosti je postřehnout (ztráty sluchu). Vztah k psychosomatickým chorobám Kardiovaskulární nemoci Především zhoršuje hypertenzi a ischemickou chorobu srdeční, přeneseně i další. Nemoci GIT Především příspěvek k rozvoji vředové choroby žaludku a dvanáctníku, ale i dalším chronickým onemocněním této soustavy. Diabetes mellitus Zhoršuje průběh obou hlavních typů cukrovky „hýbe" s potřebou inzulínu, a to oběma směry. Psoriasis Zhoršuje průběh lupénky i dalších systémových omemocnění. Zhoršuje průběh všech závažných chronických chorob. Vliv na vývoj plodu Poškození plodu • Rodí se s nižší porodní hmotností (rizika) • Může dojít k předčasnému porodu (rizika) Může mít už z prenatálního období poškozený sluch, především vnitřní ucho Hygienické limity Pracovní prostředí Základní hodnota 75 dB Korekce podle délky expozice až + 20 dB Korekce podle psychické náročnosti práce -40 až + 10 dB Korekce podle ochranných pomůcek • Kolik pomůcka hluku ubere, o tolik lze korigovat k vyšším hodnotám • Účinky pomůcek se částečně sčítají • Při vysokých hodnotách je nutno chránit nejen zvukovod, ale i kost skalní nebo celou lebku Hygienické limity Životní prostředí Protihluková opatření 1 Podle charakteru prostředí Základní limity jsou stanoveny podle charakteru zástavby -prostředí (např. obytná zóna, průmyslová a nákupní zóna, rekreační oblast apod.) Korekce podle denní doby V noci je prováděna korekce směrem k nižším hodnotám. Zdroj problémů a kontraverzí Hudba, zejména v nočních hodinách. Technická • Snížit produkci hluku ve zdroji, tento odstranit, přesunout • Snížit vedení hluku od zdroje do prostředí Organizační (především průmyslová sféra) • zkrátit expozici hluku • zabránit zbytečným expozicím Protihluková opatření 2 Mikroklima Individuální chrániče zvukovodu vata, speciální vaty, speciální zátky chrániče ucha různé typy mušlových cháničů, podsobnou ochranu zčásti poskytnou i mušlová sluchátka ochrana hlavy protihlukové přílby Definice Mikroklima představuje soubor fyzikálních faktorů prostředí, které ovlivňují výměnu tepla mezi organismem a prostředím. Co sem spadá Ovlivnění ze strany člověka Faktory mikroklimatu: teplota ovzduší měřena opravdu teplota vzduchu, ochrana teploměru před sálavým teplem přítomnost tepelného sálání měří se výsledná teplota, která je součtem sálavého tepla a teploty vzduchu vlhkost vzduchu relativní = kolik vody je schopen vzduch ještě pobrat proudění vzduchu ovlivňuje jak odpařování, tak výměnu tepla mezi tělem a vzduchem Produkce tepla organismem Teplo produkují všechny metabolický aktivní tkáně, v klidu nejvíc játra, při pracovní - pohybové aktivitě kosterní svaly. Metabolismus: bazálni x klidový x při zátěži Přenos tepla v organismu Děje se především krevním oběhem, přičemž se transportuje nejen teplo, ale i voda nutná k ochlazování pocením Oděv Výměnu tepla mezi organismem a okolím ovlivňuje Termický odpor oděvu, závislý nejen na kvalitě oděvu ale i počtu mezivrstev. Důsledky mikroklimatu Kdy jsou důsledky neoptimální teploty fatální: Mikroklima a aktivita + oděv ovlivňují umístění na škále: • Fatální nedostatek tepla, vedoucí k vychladnutí organismu pod fyziologický limit a smrti chladem (lze přežít dočasný pobyt) • Dyskomfort z nedostatku tepla, dlouhodobě snesitelný • Tepelný komfort • Dyskomfort z nadbytku tepla, dlouhodobě snesitelný • Fatální nadbytek tepla, vedoucí k přehřátí organismu nad fyziologický limit a smrti na přehřátí (opět lze přežít dočasný pobyt) Limity tělesné teploty • Neudrží-li organismus teplotu nad cca 21 - 22 °C, dojde k zástavě srdce • Neudrží-li organismus teplotu pod cca 42 - 43 °C, dojde k denaturaci nejcitlivějších bílkovin Aktivita Je nutno zdůraznit, že i produkce tepla má zásadní vliv: Kdo v mrazu usne, umrzne; už stav „při vědomí"veóe ke zvýšení metabolismu -y zvýšené produkci tepla, tedy přežití i za teploty, kdy by usnutí bylo fatální; zvýšená aktivita = tolerance ještě nižší teploty. Hodnocení únosnosti zátěže Přímo Měříme teplotu a extrapolujeme křivku. Pokud má tendenci se ustálit uvnitř rozumného rozmezí (výše uvedené limity jsou vitální), je zátěž dlouhodobě únosná, pokud ne, vyčteme z křivky dobu, po niž je zátěž krátkodobě únosná. Nepřímo Přehřívání lze odhadovat prostřednictvím tepové frekvence, která v sobě integruje jednak tepelnou zátěž, jednak fyzickou zátěž spojenou s konkrétní prací. Opět rozlišujeme krátkodobě a dlouhodobě únosnou zátěž z horka (zda se tepová frekvence ustálí pod fyziologickou hranicí, nebo má tendenci pokračovat přes ni). Výměna tepla 1 mezi organismem a okolím Organismus se ohřívá horkým vzduchem který přímo ohřívá povrch těla (dtto horké předměty - i ohřátý oděv, horká kapalina) infrazářením z velmi horkých předmětů v okolí mikrovlnami, proudy jen za zvláštních okolností (např. léčebné - lázeňské procedury) horké jídlo a nápoje mohou mírně ovlivnit, limitující je odolnost sliznic GIT, mohou poškodit GIT Výměna tepla 2 mezi organismem a okolím Organismus se ochlazuje chladným vzduchem přímo ochlazujícím povrch těla sáláním z povrchu těla do chladného okolí Obojí ovlivňuje oděv evaporací odpařováním vody na povrchu těla - nejprve neviditelné, posléze viditelné pocení Ovlivňuje relativní vlhkost vzduchu a proudění vzduchu (tím i oděv) dýcháním a exkrementy nejsme schopni ovlivnit tak, aby to napomohlo termoregulaci, jen počítáme do tepelné bilance studené jídlo a nápoje ochladí, mohou ale mít nepříznivé dopady na GIT Vliv oděvu Pojem: Termický odpor oděvu Představuje odpor proti prostupu tepelné energie skrze oděv, a to oběma směry. Tj. chrání nejen před chladem, ale i před extrémními teplotami (kde ovšem hrozí přehřátí vlastním metabolickým teplem). Za normálních okolností se na t. odporu podílejí jednotlivé vrstvy i jednotlivé mezery mezi nimi. Některé typy oděvů mají více vrstev, další mají vrstvy s vlastnostmi mezivrstvy (dutá vlákna apod.). Proti přehřívání se uplatňuje i odrazová zevní vrstva (AI folie apod.), případně vrstvy blokující IR záření. Řízení termoregulace Mechanismus ochlazování Centrum Nachází se v hypothalamu. V přední části je čidlo, reagující na teplotu krve, v zadní je nervové centrum se zapojením do vegetativního / hormonálního / nervového řízení odpovědi na přehřátí nebo podchlazení. Umístění čidla V malé vzdálenosti od klenby nosohltanu, proto může být ovlivněno studenými nebo horkými nápoji a pokrmy, které zde místně působí. V některých případech pozitivní, v jiných negativní jev. Důsledek: Teplota v ústech (případně zvukovodu), pokud se vyloučí vliv potravy a nápojů je nejvalidnější vůči teplotě tělesného jádra. Periferní vasodilatace Roztáhnou se cévy v končetinách a na povrchu těla. Dojde: • přenosu tepla z tělesného jádra na povrch těla (odvod kontaktem se vzduchem a sáláním) • umožnění pocení Pocení Voda, která je součástí potu, se odpařuje a skupenské teplo je odebíráno povrchu těla (proto jeho záhřev vasodilatací) a bezprostředního okolí. Nefunguje při vysoké relativní vlhkosti (sauna, tropy). Vodu a minerály do potu je nutno dodávat nápoji a potravou. Vedlejší účinek pocení Regulace mimo rozmezí Souvislost potních žláz s dalšími Protože mléčné žlázy jsou přeměněné žlázy potní, všechny podněty vyvolávající pocení zvyšují aktivitu mléčných žláz (využití pro „rozkojení"), naopak regulační mechanismy ovlivňující ejekci mléka mají vedlejší účinek na potní žlázy. V případě velkého přehřívání Před totálním kolapsem z horka se objevuje paradoxní reakce, která se projeví periferní vasokonstrikcí. Jedná se o projev nastupujícího šoku, který se dále může prohlubovat až k úmrtí. Tedy je nutné postiženého za každou cenu dostat do chladnějšího prostředí. Smrt může nastat jednak z hypertermie, jednak z oběhového kolapsu (šok). Důsledky aktivního ochlazování Pomoc zvládat ochlazování 1 Pro organismus: Ochlazování organismu představuje značnou zátěž pro kardiovaskulární systém • přepumpovávání značného množství vody po těle • kompentace snížení periferního odporu zvýšením srdeční práce • při dlouhodobém stavu mají problémy i ledviny • problémy mohou být i u dětí a těhotných Pro společnost: Existuje řada kontraindikací pro práci / pobyt v horku, které jsou řešeny legislativními úpravami na různé úrovni (zákony, prováděcí vyhlášky). Pitný režim 1 • Přibližně 2/3 tekutin doplňujeme během směny, 1/3 po jejím skončení • Tekutiny by měly být různorodé (různé typy nápojů, bujóny) • Tekutiny by neměly obsahovat mnoho minerálů (zátěž na ledviny), ale ani čistá voda není dobrá (má méně minerálů, než kolik procent minerálů je v potu) Pomoc zvládat ochlazování 2 Zvládání zátěže chladem Pitný režim 2 • Tekutiny by neměly obsahovat kofein (odchází z organismu pomaleji než voda, hrozí predávkovaní, snižuje pocit žízně). Snižování pocitu žízně platí i pro některé drogy. Také zvyšuje produkci moče. • Nemělo by jít o alkoholické nápoje - některá průmyslová odvětví mají zažito pivo. Naopak nealkoholická piva se blíží „ideálnímu iontovému nápoji". Alkohol rovněž snižuje pocit žízně a zvyšuje produkci moče. Kolik se vypotí zjistíme vážením (před a po, při zohlednění moče, případně stolice, a příjmu potravy / tekutin) • Musí se zhodnotit i otoky z hypertermie - váží na sebe vodu, která pak chybí v krevním řečišti. Fyziologické reakce 1. Zvýšení metabolismu (zevně nepozorujeme) 2. Tvorba tepla svalovým třesem Na oba tyto body je třeba mít dostatek energie -y roste spotřeba energie, výživový stav se promítá do odolnosti vůči chladu. 3. Centralizace tepla v těle - udržuje se teplota „tělesného jádra", zahrnujícího trup od jater včetně nahoru, vnitřek krku a vnitřek hlavy. V ostatních částech těla teplota klesá Důsledky: Snadno vznikají omrzliny, případně poškození z nízkých teplot ale nad nulou - „zákopová noha" Nachlazení Adaptace na horko Následky celkového podchlazení Dojde k omezení imunity. Vzhledem k nižší teplotě se mohou lavinovitě pomnožit i organismy, vůči kterým má člověk druhovou imunitu, danou tělesnou teplotou. Pojem aklimace Aklimatizace na mikroklima se nazývá aklimace V zásadě podobnými mechanismy jako adaptace na chlad, ale v opačném gardu termoregulace. Adaptace objemem Velká zvířata v tropech (nestačí se v horkém období dne vyhřát na nebezpečnou teplotu). U člověka pozor na to, že dítě poloviční výšky má sice 1/4 plochu, přes kterou do něj vstupuje teplo, ale jen 1/8 objemu, který je vyhříván. Ovlivnění aklimace Záření - rozdělení a základní pojmy Faktory • Věk • Fyziologický stav • Otužování • Zdravotní stav • kardiovaskulární soustava • kožní • ledviny a vývodné cesty • celková chronická onemocnění Podle typu částic korpuskulárni jedná se o proud částic o definované hmotnosti a rychlosti elektromagnetické jedná se o proud fotonů, popsatelných jako elektromagnetické záření určité vlnové délky a intenzity Podle působení na hmotu ionizující vytváří v ozařované hmotě elektricky nabité částice - ionty neionizující elektricky nabité částice nejsou vytvářeny Typy záření Typy ionizujícího záření Mezi ionizující typy záření patří záření časticová (alespoň běžné typy, jako jsou proudy jader hélia (a záření), elektronů (/? záření), pozitronů (/?+ záření), neutronů, protonů atd.) a elektromagnetická záření s vlnovou délkou kratší než má ultrafialové světlo. Typy neionizujícího záření Mezi neionizující záření patří elektromagnetická záření o vyšší vlnové délce. Neionizující záření UV záření Rozlišujeme UV-A (320 - 400 nm), UV-B (280 - 320 nm) a UV-C (pod 280 nm). UV záření lze považovat za dolní hranici (vzhledem k vlnové délce) neionizujícího záření, protože při vyšších intenzitách už jeho vlivem nastává tvorba O3 ve vzduchu a volných radikálů v některých materiálech. UV-C (které se kolem nás vyskytuje pouze výjimečně) se dá považovat už za velice slabě ionizující. Zdroje U V záření • předměty zahřáté na vysokou teplotu, např elektrický oblouk, Slunce. • různé typy výbojek, těsně pod 400 nm také LED UV-A a UV-B jsou součástí slunečního záření a i při zamračené obloze pronikají až na zemský povrch. UV-C je atmosférou filtrováno s vysokou účinností. Účinky UV záření Viditelné světlo • baktericidní účinky • z cholesterolu kolujícím v krvi provitamin D • příznivý vliv na některé kožní infekce i některá neinfekční onemocnění kůže (např. lupénka) • iritace kůže až zánět a nekróza (důsledek - pigmentace dle fototypu) • rakovina kůže melanom + karcinomy • poškození spojivky a sítnice Na produkci provitaminu D plně postačuje denně cca 1 hodina v lehkém oděvu v polostínu zejména v jižnějších zemích v časném dopoledni nebo pozdním odpoledni, vyšší expozice žádný další pozitivní efekt nepřinášejí. Význam 1 • Viditelné světlo se účastní vidění. • Osvětlení se měří v luxech (intenzita světla dopadajícího na osvětlenou plochu) • Hygienické normy zohledňují: • zrakovou náročnost prováděné činnosti • oslnění, popř. střídání světla a tmy (především pokud pracovníci musejí přecházet z jednoho místa na druhé) • některé práce je nutno provádět po několik desítek minut trvající adaptaci na tmu • speciální normy pro práci s lasery Infračervené záření Opět rozeznáváme pásma IR-A (760 - 1400 nm), IR-B (1400 -3000 nm) a IR-C (nad 3000 nm) Pozor: Rozložení je symetrické kolem viditelného světla. Je to tedy seřazeno podle vlnové délky následovně: UVC - UVB -UVA - viditelné světlo - IRA - IRB - IRC. Jeho zdrojem jsou zahřáté předměty, IR-A a IR-B jsou složkou slunečního záření, dopadajícího na povrch Země, infra LED nacházíme např. v dálkových ovladačích TV a další elektroniky, uplatňují se i v optoelektronice. Infračervené záření Účinek na zdraví • Oba stavy mohou u disponovaných jedinců vyvolat epileptické nebo epileptiformní křeče. Prevencí obou: • vyhýbání se otevřenému prostranství na slunci • dostatečný pitný režim, • prevencí úpalu pak navíc dbáni o nošení pokrývky hlavy • je nutno zvlášť hlídat děti s epilepsií, chorobami ledvin a kardiovaskulárního systému, cukrovkáře apod.! • Chronické vlivy IR záření: Byly diskutovány možné vlivy extrémně dlouhých expozic stále stejných míst na kůži, nicméně riziko nádorů apod. je velice nízké. • Má rozmezí vlnových délek přibližně 400 - 760 nm. • Citlivost zrakových receptoru vůči světlu na krátkovlnném konci spektra velice strmně klesá, na dlouhovlnném je pokles pozvolný. • Osoby adaptované na tmu byly s to detekovat záření o vlnové délce přes 1000 nm. • Zdrojem mohou být zahřáté předměty (spojité spektrum, charakterizované stupni Kelvina) i výbojky (čárové spektrum), v poslední době roste význam LED IDMffMlMl* 1 /><*0 Význam 2 • U zářivek a výbojek existuje stroboskopický efekt • Barva světla má význam pro psychickou pohodu, barevné řešení interiéru pro využití světla, na intenzitě přirozeného osvětlení se podílí i tvar oken • Intenzívní viditelné světlo vyvolává na kůži fotodermatitidu a může přispívat i k zánětu spojivek (tzv. „sněžná slepota" při dlouhodobém pobytu bez ochrany v krajině zapadané sněhem; na ní se ovšem spolupodílí i UV záření). • Společně s IR zářením se podílí na vzniku úžehu (viz dále). IDM0M1M1) 1 -O^O Infračervené záření Účinek na zdraví • Při vysokých intenzitách tepelný efekt až akutní popáleniny • Zákal oční čočky. Vyskytoval se především u pracovníků, vystavených sálání z pecí nebo horkého materiálu sklářská katarakta. • Úžeh vzniká celkovým přehřátím organismu viditelným i IR zářením. Podílí rovněž teplota vzduchu, relativní vlhkost a proudění vzduchu, tedy celý tzv. termický komplex. Vzniká celkové přehřátí organismu, doprovázené nevolností a zvracením. • Úpal je zapříčiněn především přehřátím hlavy, přičemž dlouhovlnná složka IR-B může pronikat skrze povrchové struktury a dráždit mozkové obaly. Příznaky jsou podobné úžehu, více v popředí je však nevolnost a silné bolesti hlavy. IDM0M1M1) 1 -O^O Záření o vyšších vlnových délkách • Mikrovlny a vlny používané v radiokomunikacích, mají účinky především tepelné (ohřev pokrmů v mikrovlnné troubě). • Diskuse o negativním zdravotním účinku • riziko některých zhoubných nádorů mozku • ohřev a krvácení mozkové tkáně při intenzívní expozici • Příznivé účinky: • nejšetrnější možný ohřev potravy • dostupnost rychlé pomoci při úrazech a v nemoci • Vyšší výskyt nádorů kolem vedení VN a WN byly vysvětleny elektrostatickým koncentrováním iontů, nesouvisí s mikrovlnami 1 Ionizující záření Patří mezi ně: • elektromagnetické záření s vlnovou délkou kratší než UV-C, • rentgenové záření 7 záření • kosmické záření • záření a (jádra atomů helia) • záření j) (proud elektronů, popř. jako /?+ proud pozitronů) • neutronové záření Některá částicová záření neionizují, např. neutrina, která volně bez interakce projdou hmotou celé planety, jiná jsou vysoce exotická. Pronikavost záření Aby záření uškodilo, musí: • Proniknout do živé tkáně • Tam alespoň částečně interagovat se hmotou a předat jí svou energii (nebo její část) Málo pronikavá záření Z nejznámějších záření a. Zastaví je jakákoli pevná hmoty, i list papíru, i mrtvé buňky na povrchu kůže. Uplatní se jen za specifických okolností. Vysoce pronikavá záření Extrémem jsou neutrina. Projdou hmotou, aniž by s ní interagovaly = nijak neuškodí. Pronikavost „mezi" Právě tato záření předají svou energii živé hmotě a jsou zdrojem rizika. Zdroje ionizujícího záření Přirozené zdroje ionizujícího záření Zdroje ionizujícího záření Umělé zdroje ionizujícího záření Slunce a další podobné astronomické objekty Sekundární záření z Van Allenových pásů Exotické vesmírné objekty (7 záblesky apod.) Radioizotopy • Izotopy těžkých prvků na konci periodické soustavy -pozůstatky výbuchu supernovy před vznikem sluneční soustavy • Izotopy průběžně vznikající ve vysokých vrstvách atmosféry vlivem záření z vesmíru, např. 14C, 40K. Uměle nakoncentrované přírodní radioizotopy Uměle vytvořené radioizotopy RTG zařízení Další technická zařízení, časticové urychlovače apod. 7-lasery Charakteristika radioizotopů Měření ionizujícího záření Průběžné Poločas rozpadu je doba, za niž se rozpadne polovina atomů příslušného radioizotopu. Aktivita plyne z poločasu rozpadu atomů příslušného izotopu a jejich množství obsaženém ve sledovaném materiálu. Vyjadřuje se jednotkou Becquerel [Bq], což je jeden rozpad za sekundu. Nejčastěji se však pracuje s měrnou aktivitou, která se vztahuje ke hmotnosti, popř. objemu (tedy Bq.kg~1, Bq.l~1 (v případě některých kapalin) nebo Bq.m~3(v případě některých plynů, včetně vzduchu)). Dopady částic (ale i fotonů o dostatečné energii)je možno měřit různými typy čidel. Velmi známý je Geiger-Múllerůvpočítač, jehož čidlo je tvořeno trubicí s velmi zředěným plynem, jehož vodivost se průletem částice ionizujícího záření na okamžik změní, což navazující elektronické obvody převedou „klasicky" do charakteristického cvakání ve sluchátkách nebo reproduktorku, modernější pak počítají průlety částic a vztahují je k časové ose. Z principu není podobnými měřidly možné zjišťovat částice s velmi malou pronikavostí (především a), protože ty nemohou proletět stěnou trubice. Měření ionizujícího záření Měření ionizujícího záření Průběžně je možné měřit pouze v plynu a podmínkou je vysoká aktivita. Jinak jen povrchové záření z kapalin nebo pevných materiálů, přenesených do vakuované komory - měří se záblesky luminiforu ze ZnS - fotonásobič a příslušná elektronika. Filmové dozimetry Radiologických pracoviště, nošené na hrudníku. Jde o kousek speciálního fotografického filmu v obalu nepropouštějícím viditelné světlo. Části filmu jsou ještě překryty destičkami z kovu. Po expozici (týdny až měsíce, pokud nedojde např. k nehodě) je film vyvolán a vyhodnoceno zčernání fotografické emulze. Ze zčernání ploch krytých kovem je možno odhadnout pronikavost záření, jemuž byl pracovník vystaven, a z tohoto údaje dávkový ekvivalent pro hluboké tkáně. Měření ionizujícího záření Dozimetrie 2 Pronikavost záření Termoluminiscenční dozimetry Lze umístit např. do prstenu a sledovat expozici rukou. Dozimetry na a-záření Plastový kotouček, po naleptání se zviditelní dopady a-částic. Důležité upozornění: Dozimetry nijak nevarují svého nositele o průběžně obdržované dávce! Málo pronikavé záření Nepronikne oděvem, zrohovatělou vrstvou pokožky apod., není nebezpečné. Velmi pronikavé záření Proletí tělem, aniž by interagovalo s jeho hmotou, opět není nebezpečné. Záření středně pronikavá Zachytí se hmotou těla, vytváří ionty, poškozují makromolekuly, jsou zdrojem sekundárního záření (u fotonů tzv. Comptonův jev). Představují zdravotní riziko. Jednotky měření radiace Biologický účinek Záření předává ozařované hmotě energii. Tuto energii nazýváme dávka a vyjadřujeme ji jednotkou Gray [Gy] (představuje jeden joule předaný kilogramu ozařované hmoty). Výpočet dávky Dávku lze relativně snadno propočíst pro homogenní tělesa pravidelných geometrických tvarů. Člověk tomu neodpovídá. Pro modelování sloužící k propočtu dávek, které člověk získá z různých typů záření v různých režimech ozařování, se používají speciální loutky z umělé hmoty, napodobující vlastnosti lidských tkání, umožňující zasunout do jednotlivých částí „těla" měřící techniku, tzv. fantomy. Jednotlivé typy záření mají různý biologický účinek. Proto se pro hodnocení ozáření živých objektů používá dávkový ekvivalent, jehož jednotka je Sievert [Sv], což je Gy násobený kvalitativním faktorem příslušného typu záření. Protože ve zdravotnictví se nejčastěji setkáváme s rentgenovým a 7 zářením, které mají kvalitativní faktor 1, tudíž jsou dávka a dávkový ekvivalent numericky shodné, dochází někdy k jejich zaměňování. Pro prognózovaní účinku je ještě nutno zohlednit různou citlivost ozářených tkání. Existují dva typy účinků: stochastické a nestochastické. Účinky nestochastické Mají práh a s dávkou (respektive dávkovým ekvivalentem) narůstá mohutnost těchto účinků. • Nemoc z ozáření (I. až III. stupeň) • Místní nekróza tkáně („rentgenové vředy") • Katarakta • Poškození gonád Nemoc z ozáření První stupeň : kostní dřeně a orgánů produkujících imunokompetentní buňky. Dochází k úmrtí na sekundární infekce, anémie apod. Lehké formy je možné přežít pod krytím antibiotik, s krevními transfúzemi, speciální dietou apod. Tuto formu nemoci z ozáření vytváříme uměle u pacientů s leukémií. Druhý a třetí stupeň nemoci z ozáření mají infaustní prognózu. Druhý stupeň je charakterizován rozpadem sliznic trávicího ústrojí s následnými stavy podobnými těžkému průběhu cholery, dysenterie apod. Postižení umírají zpravidla do několika dnů od ozáření. Třetí stupeň je charakterizován narušením nervové činnosti, stavy zmätenosti až ztrátou vědomí. Smrt nastává do několika hodin, při vysokých intenzitách záření již v minutách. Stochastické účinky Hormeze Vznikají náhodně, jejich intenzita není závislá na dávce; na dávce je závislá pravděpodobnost, že účinky nastanou. • nádory u ozářených a jejich potomstva (prakticky se zohledňují dvě následující generace) • vrozené vývojové vady u potomstva ozářených (opět ve více generacích). • praktickým projevem může být porucha plodnosti Horní mez stochastických účinků je dána nástupem nestochastických účinků. Pod touto mezí byla experimentálně prokázána lineární závislost mezi dávkou (dávkovým ekvivalentem) a jejími následky. Dolní mez je dána přirozenou radioaktivitou prostředí. Znamená zvýšení vitality po malých dávkách záření (totéž i pro některé zdraví škodlivé chemikálie). Byla prokázána u bakterií, jednobuněčných eukaryontů, rostlin a některých nižších živočichů. U vyšších živočichů prokázána nebyla, ač se po ní pátralo pokusy dnes z etických důvodů nepřijatelnými (40. a 50. léta min. stol.). Lineární model Zatím všeobecně přijímaný, umožňuje odhad poškození zdraví i při nerovnoměrném ozáření populace. Radiační zátěž populace Radon Zdroje radiační zátěže se liší podle životních podmínek populace. Pro naši populaci (tu část, která nemá profesionální expozici ionizujícímu záření) platí, že přibližně třetina celororočního dávkového ekvivalentu je realizována z radonu, o další třetinu se dělí záření z okolí (radioizotopy ve stavebních materiálech, vzduchu, půdě apod.) a radioizotopy z našeho vlastního organismu (včetně zmiňovaného C14), o zbylou pak kosmické záření a umělé zdroje. Zdroje Izotopy rádia v uranové rudě. Pro uvolnění je nutno jejich rozptýlení v porézní nebo krystalické hornině. Charakteristika Izotopy radonu mají poločas rozpadu od několika hodin do několika dní. Rozpadají se a rozpadem, vzniká z nich izotop s velmi krátkým poločasem rozpadu a následně opět a rozpadem izotop stabilnější. Z atomu radonu tedy, když se začne rozpadat, vyjdou dvě částice a. Nebezpečnost Hlavně výskyt ve vdechovaném vzduchu, jako inertní plyn se nechytá do filtrů. Vyvolává rakovinu plic. Radon - rizika pro populaci Radon - redukce rizika Výrony radonu z podloží Velmi významné tehdy, jestliže jdou do nitra budov. Dochází k nejvyšším známým koncentracím radonu. Výrony ze stavebního materiálu Jen některé typy škvár kontaminovaných uranovou rudou. Voda, plyn Jen v případě kontaminace podzemních zdrojů. Měření Měří se aktivita vzduchu v Bq.m~3, protože Rn má více izotopů o různé aktivitě, tak jeho obsah (chemicky) roziko necharakterizuje. • Izolace budov • Radonové studny • Sledování Rn ve stavebních materiálech • Sledování Rn v podzemních vodách • Šarže zemního plynu s vyšším obsahem Rn jdou do průmyslových kotelen a výtopen Podmínkou redukce rizika je jeho správná detekce. Další preventabilní zdroje Umělé zdroje Záření z Van Allenových pásů Dávkový ekvivalent roste s nadmořskou výškou a se vzdáleností od rovníku. Černobylské skvrny Dodnes nebyla zveřejněna mapa černobylských skvrn, kde je vyšší kontaminace izotopů Sr a Cs, které mají vysokou afinitu k organismu. Havním zdrojem je RTG vyšetření, prevencí je náhrada za jiné typy vyšetření a technická opatření, aby při vyšetření byl pacient ozářen co nejméně. Problematika radiofobie Do značné míry je dána smyslovou nezjistitelností záření. Mnohdy vyvolávána záměrně z politických důvodů (Temelín). Někdy jsou vyvolávány fámy na základě jiných účinků než záření (např. projevy toxicity uranu). Mnohdy vzniká jako reakce na zatajování a desinformace z ofociálních zdrojů (Černobyl). Někdy se za „radiofobii" označují zcela oprávněné obavy, např. z rizika útoku teroristů na sklad jaderného odpadu, opět z politických důvodů.