Излучения в производстве и защита от них

p align="left">Зона излучения (волновая зона) простирается на расстояние R>л/(2П). В волновой зоне существует соотношение Е=377 Н.

А в дальней зоне (излучения) находятся рабочие места с источниками электромагнитного излучения с длиной волны менее 1м СВЧ. В этой зоне электромагнитная волна уже сформировалась, поэтому ЭМИ оценивается не по величинам Е и Н, а по плотности потока энергии (ППЭ), который проходит в 1 с через 1 м2 поверхности перпендикулярной направлению распространения волн (Вт/ м2).

Влияние электромагнитных полей радиочастот на организм человека. Степень влияния ЭМП на организм человека зависит от интенсивности поля, характера диапазона частот, продолжительности нахождения человека в опасной зоне облучения. Пренебрежительное отношение людей к опасности облучения обусловлено недооценкой или незнанием опасности облучения, отсутствием быстрого появления отрицательных последствий для организма и неспособностью органов чувств обнаруживать облучение.

Длительное воздействие электромагнитных излучений низкой частоты вызывает функциональное нарушение центральной нервной системы, изменения в составе крови, сердечно- сосудистой системы (особенно при высокой напряженности ЭМИ).

Высокочастотное излучение вызывает в организме изменение условно- рефлекторной деятельности (торможение условных и безусловных рефлексов), падение кровяного давления, снижение пульса. Постоянное воздействие облучения может привести к стойким функциональным изменениям в нервной и сердечно- сосудистой системах.

При попадании человека в зону облучения, энергия магнитного поля частично поглощается его телом. Под действием высокочастотных полей в тканях возникают высокочастотные токи, сопровождающиеся тепловым эффектом. Электромагнитные поля при длительном воздействии могут вызывать повышенную утомляемость, раздражительность, головную боль, нарушение сна, понижение кровяного давления, изменение температуры тела и другие явления, связанные с расстройством центральной нервной и сердечно- сосудистой систем. Поля СВЧ, особенно сантиметрового и миллиметрового диапазонов, кроме того, вызывают изменения в крови, помутнение хрусталика (катаракта), ухудшение обоняния, а в отдельных случаях наблюдаются выпадение волос, ломкость ногтей и т.п.

Функциональные сдвиги, вызванные воздействием электромагнитных полей после прекращения облучения обратимы. При этом следует учитывать, что обратимость функциональных сдвигов не беспредельна. Она определяется интенсивностью облучения, продолжительностью воздействия, а также индивидуальными особенностями организма. Поэтому профилактика профессиональных заболеваний должна включать, наряду с разработкой технических средств защиты, организационные мероприятия. Одной из основных проблем является защита работников на их рабочих местах.

Гигиеническое нормирование электромагнитных излучений. Гигиеническим критерием безопасного пребывания человека в электромагнитном поле промышленной частоты(50 Гц) с напряжением 400 кВ и более принята напряженность электрического поля (Е). Нормируется, при этом, время пребывания человека в зависимости от напряженности электрического поля. В соответствии с ГОСТ 12.002-84 «Электрические поля промышленной частоты»: предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности Е устанавливается равным 25 кВ/м; пребывание в зоне с напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты запрещено. В таблице 2.6.5. приведено время безопасного пребывания людей в электрическом поле.

Таблица. 3.

Время безопасного пребывания людей в зоне электромагнитных полей

Напряженность электрического поля, кВ/м	Время безопасного пребывания людей на протяженности 1 суток, мин.
менее 5	не нормировано
от 5 до 10	не более 180
от 10 до 15	не более 90
от 15 до 20	не более 20
от 20 до 25	не более 5

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано единовременно и по частям в течении рабочего дня. В остальное время Е не должно превышать 5 кВ/м.

Напряженность постоянных магнитных полей на рабочем месте не должна превышать 8 кА/м. А ПДУ напряженности электростатических полей составляет 60 кВ/м в течении одного часа.

При напряженности менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.

В диапазоне частот 60 кГц … 300 МГц нормируются напряженности электрической и магнитной составляющих, электромагнитных излучений.

Согласно ГОСТ 12.1.006-84 «ССБТ электромагнитного поля радиочастот. Общие требования безопасности» напряженность ЭМП на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала не должна превышать значений приведенных в табл. 2.6.6

Таблица 4.

Предельно-допустимые уровни напряженности электромагнитного поля (радиочастотный диапазон) при продолжительности воздействия 8 ч.

Допустимые уровни напряженности ЭМП	Частоты ЭМИ
по электрической составляющей (Е) Вт/м	по магнитной составляющей (Н), А/м
50	5	60 кГц…3 МГц
20	-	3МГц…30МГц
10	0,3	30МГц…50МГц
5	-	50МГц…300МГц

В диапазоне частот 300МГц - 300 ГГц нормируется плотность потока энергии (ППЭ) электрического поля. Предельную плотность потока энергии ЭМП радиочастот 300МГц-300ГГц на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного с воздействием ЭМП, устанавливают исходя из допустимого значения энергетической нагрузки на организм и времени пребывания в зоне облучения. Во всех случаях она не должна превышать 10 Вт/м. кв., а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры воздуха в рабочих помещениях (выше 28 С) - 1 Вт/м. кв. (Гост 12.1.006 - 84).

Приведенные значения ПДУ напряженности электрического поля в табл. 2.6.6. не распространяются на радио - и теле излучения (нормируются отдельно).

Защита от воздействия ЭМП - радиочастот. Основными способами защиты от воздействия ЭМП - радиочастот являются: уменьшение интенсивности облучения, экранирование рабочего места или удаление его от источника облучения, применение средств индивидуальной защиты. На практике может применяться один или одновременно несколько методов защиты.

Источники излучения или рабочие места экранируют металлическими камерами или щитами, покрытыми поглощающими материалами или сделанными из ферритового поглощающего материала, а также мягкими экранами из специальных тканей, обладающих экранирующими свойствами. Применение различных экранирующих устройств является надежной защитой от электромагнитного излучения. Действие всех применяемых в настоящее время защитных материалов основано на их способности отражения или поглощения излучения. К отражающим материалам относятся любые обладающие высокой токопроводимостью материалы, например металлы. Однако, эти материалы обладают и отрицательным свойством: в некоторых случаях возможно образование отраженных электромагнитных полей, которые могут усилить облучение.

Степень ослабления напряженности электромагнитного поля за счет экранирования выражается величиной эффективности экранирования, она показывает, во сколько раз уменьшается напряженность поля на данном участке при экранировании его источника:

(7)

где Э - эффективность экранирования;

Ео - напряженность поля до экранирования;

Еэ - напряженность поля после экранирования.

Сплошные металлические экраны обеспечивают в СВЧ - диапазоне надежное экранирование при любых практически встречающихся интенсивностях. Сетчатые экраны обладают худшими экранирующими свойствами, но широко используются, когда достаточно ослабления мощности до 1000 раз. Удаление рабочего места от источника облучения - одно из средств снижения интенсивности облучения людей на предприятии. Оно реализуется благодаря дистанционному управлению и автоматизированному контролю, определению границы опасной зоны, где прогноз потока мощности (ППМ) может превышать предельно допустимые значения, определяются при работе аппаратуры в режиме максимальной мощности излучения. По границам зон с ППМ, превышающей ПДУ, следует установить предупредительные знаки: «Не входить! Опасно!».

Ориентировочное расстояние от источника излучения, на котором ППМ не превышает ПДУ, можно определить по формуле:

(8)

где Rн - искомое расстояние, м; R - расстояние, на котором производились измерения, м; Р - измеренная ППМ, мкВт/см2; Рдоп - допустимая ППМ, мкВт/см2.

Снижение интенсивности электромагнитных полей в рабочей зоне может быть достигнуто экранированием источников облучения сплошными металлическими и сетчатыми экранами. Интенсивность облучения возможно снизить также с помощью поглощающих покрытий, часто в качестве материала экрана применяют фольгу.

В качестве защитных покрытий применяют резиновые коврики с коническими шипами, магнитоэлектрические пластины с покрытием на основе поролона ВРМП, поглощающие электромагнитную энергию соответственно в диапазоне 0,8 - 10,6 см, и т.п.

Для снижения вредного влияния ЭМП на работающих важное место занимает установление рационального режима труда и отдыха и применение средств индивидуальной защиты (СИЗ).

В качестве СИЗ применяется спецодежда, которая изготовлена из металлической ткани (комбинезоны, халаты, передники, куртки с капюшонами с вмонтированными в них защитными очками). При интенсивном излучении более 10 Вт/см2 применение защитных очков обязательно, даже, при кратковременных работах. Применяются специальные очки: типа ОРЗ-5 (стекла которых покрыты слоем полупроводника из оксида олова - ослабление мощности в диапазоне волн 0,8 …..150см более чем в 1000 раз), сетчатые очки в виде полумаски с числом ячеек 186-560 на см 2 при диаметре проволоки 0,07- 0,14 мм.

Следует учесть, что применение СИЗ (металлизированная среда) повышает электроопасность.

6. Обеспечение безопасности при работе и эксплуатации лазеров

Оптические квантовые генераторы (ОКГ), или лазеры, находят широкое применение в различных сферах жизнедеятельности Украины: обработка материалов (резка, пайка, точечная сварка, сверление отверстий в металлах, сверхтвердых материалах и кристаллах), строительство, радиоэлектроника, медицина, космос и т.д.

Принцип действия лазера основан на свойстве атома (сложной квантовой системы) излучать фотоны при переходе из возбужденного состояния.

Возбуждение атомов достигается с помощью различных приемов подачи на рабочее тело (кристалл, газ, жидкость) энергии накачки (свет, ВЧ - электромагнитное поле и т.д.). При этом число атомов, находящихся в возбужденном состоянии, возникает больше числа атомов, находящихся на основном уровне энергии. Лавинообразный переход атомов за короткий промежуток времени из возбужденного состояния в основное приводит к возникновению лазерного излучения.

Излучение существующих лазеров охватывает практически весь оптический диапазон - от ультрафиолетовой до инфракрасной области спектра электромагнитных волн. Электромагнитная энергия образуется в результате возбуждения атомов так называемых рабочих веществ, создающих лазерный эффект. У большинства современных лазеров плотность потока мощности достигает 1011 - 1014 Вт/см2. Лазеры позволяют концентрировать энергию на сравнительно малой площади.

ОКГ в зависимости от характера генерации лазера подразделяются на импульсные (длительность излучения 0,25 с.) и лазеры непрерывного действия (длительность излучения 0,25 с. и более).

Лазерное излучение является электромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн 0,2 - 1000 мкм, который может быть разбит в соответствии с биологическим действием на ряд спектров:

* от 0,2 до 0,4 мкм - ультрафиолетовая область;

* свыше 0,4 до 0,75 мкм - видимая область;

* свыше 0,75 до 1,4 мкм - ближняя инфракрасная область;

* свыше 1,4 мкм - дальняя инфракрасная область.

Основной энергетической характеристикой лазера при импульсном режиме генерации является энергия лазерного импульса, его длительность. Импульсные генераторы характеризуются энергией выхода (Дж), нормируемым параметром является плотность энергии на единицу поверхности (Дж/см2).

Генератор непрерывного излучения характеризуется выходной мощностью (Вт) - нормирование проводится по отношению мощности к площади поверхности (Вт/см2).

Лазерное излучение разделяется на:

* прямое (ограниченное телесным углом);

* рассеянное (за счет прохождения луча через вещество среды);

* зеркальное и диффузное отражения.

Лазер является источником нескольких видов опасности, главным из которых является его излучение.

Согласно ГОСТ 12.1.040-83 “Лазерная безопасность. Общие положения” по степени опасности генерирующего ими излучения лазеры подразделяются на четыре класса:

I-й класс - лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи;

II-й класс - лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением;

III-й класс - лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности;

IV-й класс - лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Класс лазера устанавливается предприятием-изготовителем.

Биологическое воздействие лазерного излучения на организм делится на две группы:

* первичные эффекты или органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых тканях персонала;

* вторичные эффекты - различные неспецифические изменения, возникающие в тканях в ответ на облучение.

Основные негативные проявления на организм человека: тепловые, фотоэлектрические, люминесцентные, фотохимические.

При попадании лазерного излучения на поверхность металла, стекла и др. происходит отражение и рассеивание лучей.

Опасные и вредные факторы работы ОКГ:

* лазерное облучение (прямое, рассеянное, отраженное);

* световое излучение от импульсных ламп;

* ультрафиолетовое излучение от кварцевых газоразрядных трубок;

* шумовые эффекты;

* ионизирующее излучение;

* электромагнитные поля ВЧ и СВЧ от генераторов накачки;

* инфракрасное излучение и тепловыделение от оборудования и нагретых поверхностей;

* агрессивные и токсические вещества, используемые в конструкции лазера.

Степень воздействия лазерного излучения на организм человека зависит от длины волны, интенсивности (мощности и плотности) излучения, длительности импульса, частоты импульсов, времени воздействия, биологических особенностей тканей и органов. Наиболее биологически активно ультрафиолетовое излучение, вызывающее фотохимические реакции.

За счет термического действия лазерного излучения на коже возникают ожоги, а при энергии более 100 Дж происходит разрушение и сгорание биоткани. При длительном воздействии импульсного излучения в облученных тканях энергия излучения быстро преобразуется в теплоту, что ведет к мгновенному разрушению тканей.

Нетермическое действие лазерного излучения связано с электрическими и фотоэлектрическими эффектами.

Поток энергии, попадая на биологические ткани, вызывает в них изменения, наносящие вред здоровью человека. Опасно это излучение и для органов зрения. Особенно опасно, если лазерный луч пройдет вдоль зрительной оси глаза. Если луч лазера фиксируется на сетчатке глаза, то может произойти коагуляция сетчатки, в результате чего возникнет слепота в пораженной области сетчатки. При этом необходимо помнить, что опасность для органов зрения представляет не только прямой, но и отраженный лазерный луч, даже если отражающая его поверхность незеркальная.

В качестве основного критерия при нормировании лазерного излучения принята степень изменений, которые происходят под его воздействием в органах зрения и коже. Согласно СанНиП 5804-91 “Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров” и ГОСТ 12.1.040-83 “ССБТ. Лазерная безопасность. Общие требования” установлены предельно допустимый уровень (ПДУ) лазерного излучения в зависимости от длины волны (табл. 2.6.7.).

За ПДУ лазерного излучения принимается энергетическая экспозиция облучаемых тканей. Энергетической экспозицией называется отношение падающей энергии к площади этого участка. Единицей измерения является Дж/см2.

Суммирующий биологический эффект лазерного излучения оценивается с учетом одновременного воздействия различных параметров излучений и времени воздействия. Например, энергетическая экспозиция на роговице глаза и коже за общее время облучения в течение рабочей смены в диапазоне длин волн 0,2…0,4 мкм составляет 10-8-10-3 Дж/см2.

Методы защиты от лазерного излучения подразделяются на: инженерно-технические, организационные, санитарно-гигиенические, планировочные, а также включают использование средств индивидуальной защиты.

Цель организационных методов защиты - исключить попадание людей в опасные зоны при работе на лазерных установках. Этого можно достичь, проводя соответствующее обучение операторов безопасным приемам труда и проверку знаний инструкций по проведению работ. При этом необходимо помнить, что доступ в помещение лазерных установок разрешается только лицам, непосредственно на них работающим; опасная зона должна быть четко обозначена и ограждена стойкими непрозрачными экранами.

Таблица 5.

ПДУ лазерного излучения в зависимости от длины волны

Длина волны, мкм	Нуф, Дж/см2
от 0,200 до 0,210
от 0,210 до 0,215
от 0,215 до 0,290
от 0,290 до 0,300
от 0,300 до 0,370
свыше 0,370

Принятие мер лазерной безопасности зависит от класса лазера. Все лазеры должны быть промаркированы знаком лазерной опасности с надписью “Осторожно! Лазерное излучение!”.

Лазеры должны размещаться в специально оборудованных помещениях, а на дверях помещений лазеров II, III и IV классов должны быть установлены знаки лазерной опасности.

Лазер IV класса опасности должны располагаться в отдельных помещениях, стены и потолки должны быть отделаны покрытиями с матовой поверхностью (с высоким коэффициентом поглощения), в помещении не должно быть зеркальных поверхностей.

При размещении лазеров II, III, IV классов с лицевой стороны пультов и панелей управления должно быть свободное пространство шириной не менее 1,5м при однорядном расположении лазеров и шириной не менее 2,0 м при двухрядном. С боковых и задних стенок лазеров при наличии открывающихся дверей, съемных панелей должно быть свободное расстояние не менее 1 м.

Инженерно-технические и планировочные методы защиты предусматривают уменьшение мощности применяемого лазера и надежную экранировку, правильную установку оборудования (луч лазера должен быть направлен на капитальную не отражающую огнестойкую стену), исключение блеска отражающих поверхностей и предметов, создание обильного освещения, чтобы зрачок глаза всегда имел минимальные размеры.

Лазеры IV класса обязательно должны иметь дистанционное управление, а дверь в помещение должна иметь защитную блокировку со звуковой и световой сигнализацией.

Излучение лазеров II, III, IV классов не должно попадать на рабочие места. Материалы для экранов и ограждений должны быть не горючими с минимальными коэффициентами отражения по длине волны генерирующего лазера. Под воздействием лазера материалы не должны выделять токсических веществ.

Периодический дозиметрический контроль лазерного излучения заключается в измерении параметров излучения в заданной точке пространства и сравнении полученных значений плотностей мощности непрерывного излучения, энергии импульсного или импульсно-модулированного излучения, энергетической плотности рассеянного излучения со значениями соответствующих ПДУ (проводится не реже 1 раза в год при эксплуатации лазеров II, III и IV классов).

Контроль проводится обязательно при введении в эксплуатацию лазеров II, III и IV классов, а также при внесении изменений в конструкцию лазеров, при изменении конструкции средств защиты, при организации новых рабочих мест.

Порядок проведения дозиметрического контроля и требования к измерительной аппаратуре должны соответствовать ГОСТ 12.1.031-81 “ССБТ. Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерного излучения”. Измерение энергетических характеристик лазерного излучения проводится приборами типа ИЛД-2.

К обслуживанию лазеров допускаются лица не моложе 18 лет, не имеющие противопоказаний (приказ № 700 от 19.06.84 г. Минздрава СССР). Персонал проходит инструктаж и обучение методам безопасной работы и подвергается при принятии на работу и периодическим (1 раз в год) медицинским осмотрам с участием терапевта, невропатолога и окулиста.

Оптические квантовые генераторы должны соответствовать эксплуатационной документации. В паспорте должны быть указаны: длина волны (мкм); мощность энергии (Вт, Дж); длительность импульса (с); частота импульса (Гц); начальный диаметр (см); расходимость пучка (ряд); класс лазера (I - IV).

Кроме паспорта на лазер должны быть инструкции по эксплуатации, технике безопасности, производственной санитарии для лазеров II - IV классов; протокол наладки лазера, проверки изоляции и заземления, протокол измерения уровней лазерного излучения, протокол измерения интенсивности электромагнитного и ионизирующего излучения на рабочих местах, протокол анализов воздушной среды рабочей зоны на содержание токсических и агрессивных химических веществ для лазеров, журнал оперативной записи по ремонту и эксплуатации установки для лазеров II - IV классов, приказ о назначении ответственного лица, обеспечивающего исправное состояние и безопасную эксплуатацию лазеров.

Работа с лазерными установками должна проводиться с ярким общим освещением.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ в момент работы лазерной установки:

* осуществлять визуальный контроль степени излучения, генерацией;

* направлять излучение лазера на человека;

* персоналу носить блестящие предметы (серьги, украшения);

* обслуживать лазерную технику одним человеком;

* находиться посторонним лицам в зоне излучения;

* размещать в зоне луча предметы, вызывающие зеркальное отражение.

Рабочие места должны быть оборудованы вытяжной вентиляцией.

При недостаточном обеспечении безопасности коллективными средствами защиты применяются индивидуальные СИЗ. К средствам индивидуальной защиты относятся специальные противолазерные очки (светофильтры), щитки, маски, технологические халаты и перчатки (черного цвета из обычных хлопчатобумажных тканей).

Ношение защитных очков со светофильтрами (табл. 2.6.8) обеспечивает интенсивное снижение облучения глаз лазерным облучением. Светофильтры должны соответствовать специальной оптической плотности, спектральной характеристике и максимально допустимому уровню излучения.

Таблица 6.

Марки стекол, рекомендуемые для использования в противолазерных очках

Длина волны, мкм	0,48-0,51	0,53	0,69	0,84	1,06	1,54	1,6
Марка	ОС-12*	ОС-12	С3С-21**	С3С-21	С3С-21	С3С-23	БС-15***
Стекла	ОС-13	ОС-13	С3С-22	С3С-22	С3С-22	С3С-25

* оранжевое стекло

** сине-зеленое стекло

*** бесцветное стекло

Страницы: 1, 2, 3