Электромагнитные поля и излучения

7. Электромагнитные поля и излучения

7.1. Геомагнитное поле Земли

Человечество на всем пути своего развития испытывало и испытывает действие геомагнитного поля Земли. Это поле создается различными по своей природе источниками. В частности, токи, циркулирующие в электропроводном ядре нашей планеты, порождают магнитное поле Земли. Величина его у магнитных полюсов составляет приблизительно 55,7 А/м, а на магнитном экваторе – 33,4. Магнитное поле Земли не остается неизменным: наблюдаются вековые, суточные и нерегулярные его изменения, в том числе и магнитные бури.

Верхние слои атмосферы, начиная от 50…80 км от поверхности Земли, характеризуются значительным содержанием атмосферных ионов  и свободных электронов и носят название ионосферы. Ионосфера является «электрическим небом» нашей планеты. Она отражает и поглощает радиоволны. Здесь же теряется самая коротковолновая часть ультрафиолетовых лучей (с длиной волны меньше 0,099 микрона). Ионосфера состоит из положительных и отрицательных ионов и нейтральных атомов и молекул.

Разность потенциалов между электрически заряженной ионосферой и Землей приводит к тому, что между нами образуется магнитное и электрическое поля с током, направленным к поверхности Земли.

Геомагнитное поле Земли, являясь естественной средой для человека, оказывает на него положительное действие. Отмечается также, что в кабинах самолетов и автомашин, где оно сильно понижено экранирующим действием металлической обшивки, у людей наступает вялость, сонливость, снижение работоспособности. То же происходит при долгом пребывании в железобетонных зданиях.

В настоящее время в нашей стране приняты санитарно-эпидемиологические правила и нормы СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», устанавливающие требования к степени ослабления геомагнитного поля на рабочих местах, расположенных:

· в экранированных помещениях (объектах) специального назначения;

Рекомендуемые материалы

· в помещениях (объектах) гражданского и военного назначения, расположенных под землей (в метро, шахтах и др.);

· в помещениях (объектах), в конструкции которых используется большое количество металлических (содержащих железо) элементов;

· в наземных, водных подводных и воздушных передвижных технических средствах гражданского и военного назначения.

Оценка и нормирование ослабления геомагнитного поля (ГМП) на рабочем месте согласно этому документу производится на основании коэффициента ослабления геомагнитного поля , который определяется по интенсивности поля внутри помещения, объекта, технического средства (далее – помещения) и в открытом пространстве на территории, прилегающей к месту расположения объекта. Коэффициент ослабления ГМП рассчитывается по следующим формулам:

где  – модуль вектора магнитной индукции в открытом пространстве;
 – модуль вектора магнитной индукции ГМП на рабочем месте в помещении;

где – модуль вектора напряженности магнитного поля в открытом пространстве;  – модуль  вектора  напряженности магнитного поля ГМП на  рабочем  месте в помещении.

Временный  допустимый коэффициент ослабления интенсивности геомагнитного поля () на рабочих местах персонала в помещениях (объектах, технических средствах) в течение смены не должен превышать 2.

Контроль степени ослабления геомагнитного поля проводится по результатам измерения интенсивности геомагнитного поля внутри помещения (объекта) на каждом рабочем месте и на открытом пространстве на территории, где размещается обследуемый объект с последующим расчетом коэффициента ослабления () и сравнением его с предельно допустимым уровнем (ПДУ). До начала измерения ГМП в помещениях должны быть отключены все технические средства, которые могут создавать постоянные магнитные поля.

Контрольные вопросы к пункту 7.1

1. 1. В каких случаях необходим контроль ослабления геомагнитного поля?

2. 2. Какой величиной характеризуется интенсивность геомагнитного поля?

3. 3. По какой формуле рассчитывается коэффициент ослабления геомагнитного поля?

4. 4. Какой временный допустимый уровень ослабления геомагнитного поля установлен в настоящее время?

7.2. Постоянное магнитное поле (ПМП)

ПМП создается проводниками с постоянным током, равномерно движущимися электрическими зарядами  или заряженными частицами. Характеризуется напряженностью магнитного поля Н. Размерность – в системе СИ ампер на метр (А/м), в СГС – в эрстедах (Э), 1 Э = 80 А/м. Другой часто используемой характеристикой постоянного магнитного поля является плотность магнитного  потока, называемая также магнитной индукцией B. Данная величина в системе СИ   измеряется в теслах (Тл), в СГС – в гауссах (Гс),  1 Тл = 10⁴ Гс.  В и Н связаны в вакууме соотношением В = μ₀Н, где магнитная постоянная  μ₀ = 4 π ·10^–7 Гн/м.   Для изотропной среды, отличающейся от вакуума, В = μ₀μН, где μ – магнитная проницаемость среды. Силовые линии магнитного поля замкнуты.

Постоянные магнитные поля используются:

· слабые – в электротехнике, радиотехнике, электронике и т.д.

· средние – в геологических исследованиях (магнитная разведка, основанная на различии магнитных свойств горных пород); для обработки водных систем (ускоряет коагуляцию взвесей, смачивание твердых поверхностей, адсорбцию поверхностно-активных веществ, процессы кристаллизации и растворения); в производстве алюминия, цинка и других цветных металлов (на основе явлении электролиза); в транспортных средствах на магнитной подвеске; в научных исследованиях (ускорителях заряженных частиц, камере Вильсона, пузырьковой камере, трековых детекторах ионизирующих частиц, в масс-спектрометрах, при изучении действия магнитного поля на живые организмы и др.); в медицине для диагностики и лечения (в диагностических целях применяется ядерный магнитный резонанс (ЯМР).

Сильные магнитные поля (МП) получают с помощью  сверхпроводящих соленоидов, которые находят применение при исследованиях магнитных, электрических и оптических свойств веществ, в экспериментах по изучению плазмы, атомных ядер и элементарных частиц. Их используют также в технике связи и радиолокации, в качестве индикаторов магнитного поля электромашин.

Сверхсильные МП используют для получения данных о свойствах веществ, изучения процессов, происходящие в недрах планет и звезд. Сверхсильные МП получают методом направленного взрыва.

7.2.1. Действие ПМП на человека

Воздействие  ПМП на функциональное состояние и здоровье человека изучено не в полной мере. Большинство исследователей отмечает наличие следующих симптомов: раздражительности, утомляемости, расстройства сна, потери аппетита, головной боли давящего характера с локализацией в области темени, висков, лба. Боль возникает приступообразно к концу рабочего дня, а у лиц со стажем стабилизируется и появляется чувство постоянной тяжести в голове.  Отмечаются жалобы на повышенную раздражительность, расстройство сна, головокружение
при переходе в вертикальное положение, быстром разгибании туловища с потемнением в глазах. При проведении медицинского обследования было выявлено наличие брадикардии (уменьшение числа сердечных сокращений менее 60 ударов в минуту) или  тахикардии (увеличение числа сердечных сокращений более 90 ударов в минуту) в зависимости от индивидуальных особенностей работника, понижение кровяного давления, изменение электроэнцефалограммы состава крови, гиперемия кожных покровов кистей рук с усилением потоотделения и повышением температуры, боль и онемение пальцев рук.

Основная масса симптомов свидетельствует о функциональных расстройствах в деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем. Стойкость и глубина вызванных постоянным магнитным полем нарушений  определяются величиной напряженности ПМП, длительностью и периодичностью пребывания в нем.

7.2.2. Гигиеническое нормирование ПМП

В настоящее время основным нормативным документом, устанавливающим требования к уровню постоянных магнитных полей, являются санитарно-эпидемиологические правила и нормы СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях».

Оценка и нормирование ПМП осуществляется по уровню магнитного поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействий.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности (индукции) ПМП
на рабочих местах представлены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

ПДУ постоянного магнитного поля

При выполнении работ  в зонах с различной напряженностью (индукцией) ПМП общее время пребывания персонала в этих зонах не должно превышать предельно допустимое для зоны с максимальной напряженностью.

7.2.3.  Мероприятия по защите от вредного действия ПМП

      Защита расстоянием. Поскольку интенсивность ПМП уменьшается пропорционально квадрату расстояния до магнитной системы, защита расстоянием является одной из наиболее эффективных и надежных. Магнитные изделия и магнитные системы должны размещаться на отдельных участках или в помещениях, изолированных от других рабочих мест. Пульты управления магнитными устройствами и системами должны быть вынесены за пределы зоны,
в которой напряженность ПМП превышает ПДУ. Расстояния до источников ПМП должны определяться по результатам измерения напряженности ПМП и соответствия их ПДУ. Участки и помещения с напряженностями ПМП, превышающими ПДУ, должны обозначаться специальным предупреждающим  знаком по ГОСТ Р 12.4.026-2001 «Внимание! Магнитное поле» (рис. 7.1).

Однако только при напряженности ПМП до 5 кА/м, т.е. ниже ПДУ, магнитостатические экраны из ферромагнитных материалов оказываются достаточно эффективными. При более высоких величинах ПМП они не обеспечивают требуемой защиты персонала.

      Более перспективным является экранирование рабочего пространства сверхпроводящими материалами, обеспечивающими изменение направления магнитного потокосцепления. Такие экраны позволяют снижать напряженность МП в десятки раз.

Компенсация ПМП в защищаемом объеме (полная или частичная) дополнительными источниками МП, силовые линии которого противоположны по направлению внешнего поля. Вместе с тем задачи синтеза дополнительных источников ПМП являются довольно сложными.

Исключение контакта работников с ПМП осуществлять с применением средств механизации, хранение, погрузку и перемещение монтажных изделий следует осуществлять с применением специальной тары из немагнитных материалов (дерево, пенопласт и пр.) или в «ярмах» – приспособлениях, полностью или частично замыкающих магнитное поле.

Контроль уровня ПМП проводится путем измерения значений В или Н на постоянных рабочих местах персонала или в нескольких точках рабочей зоны, расположенных на разных расстояниях от источника при всех режимах работы или только при максимальном режиме. Определяющим является наибольшее измеренное значение напряженности.

Лечебно-профилактические мероприятия предусматривают предвари­тельные и периодические (1 раз в 2 года) медицинские осмотры с обязательным участием терапевта и невропатолога, а также исследованием содержания эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов в крови и записью ЭКГ.

При появлении признаков неблагоприятного действия ПМП на организм работающих рекомендуются следующие лечебные мероприятия: общеукрепляющая терапия, санаторно-курортное лечение, лечебная физкультура; при наличии сосудистых нарушений на кистях рук: вибрационный массаж, водные ванночки, препараты, уменьшающие отечность  рук, витамины групп В и С и т.п. Лица с нейросенсорной полиневропатией рук подлежат временному переводу сроком на 1 – 1,5 месяца на не связанные с действием ПМП работы, а также прохождению курса лечения.

Контрольные вопросы к пункту 7.2

1. Какие виды постоянного магнитного поля в зависимости от интенсивности используются в технике?

2. Какое действие оказывает постоянное магнитное поле на организм человека в целом и при локальном воздействии на конечности?

3. От каких факторов зависит ПДУ ПМП?

4. Как изменяется ПДУ ПМП с увеличением времени воздействия?

5. Если работы выполняются работником в зонах с напряженностью ПМП
25 м Тл, 18 мТл и 5 мТл, каково предельно допустимое время выполнения работ?

6. Какие меры используются для защиты работников от ПМП?

7.3. Электромагнитное поле промышленной частоты (50 Гц)

Источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются любые электротехнические устройства, питающиеся от сети частотой 50 Гц. Мощными источниками электрических полей промышленной частоты являются, например, линии электропередачи напряжением 220, 330, 500 кВ и выше.
В качестве мощных источников  магнитных полей промышленной частоты можно назвать индукционные печи, токопроводы, трансформаторы и т.д.

Поскольку облучение человека электромагнитным полем установок, питаемых током промышленной частоты, происходит в «ближней зоне» излучения (зоне, в которой расстояние до источника меньше длины волны излучения – 6000 км, для электромагнитной волны частотой 50 Гц, где электромагнитная волна не сформирована), то принято рассматривать электрическую и магнитную составляющие поля независимо друг от друга.

7.3.1. Действие электромагнитных полей промышленной частоты 
на здоровье человека

Длительное действие электрического поля промышленной частоты на организм человека субъективно выражается жалобами на боль в височной и затылочной частях головы, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца, сопровождающиеся сердцебиениями и аритмией. При проведении медицинских исследований отмечены нарушения функционального состояния центральной нервной системы и сердечно-сосудистой системы, изменения в составе периферической крови.

Магнитное поле (МП) индуцирует в теле человека вихревые токи. Согласно современным представлениям индуцирование вихревых токов является основным механизмом биологического действия МП. Основным параметром, его характеризующим, является плотность вихревых токов. Биологическая эффективность МП зависит от его интенсивности и продолжительности воздействия.

МП вызывает изменения функционального состояния нервной, сердечно-сосудистой, иммунной систем. Имеется вероятность увеличения риска развития лейкозов и злокачественных новообразований центральной нервной системы. Так, например, исследования ученых Швеции показали, что у детей до 15 лет, проживающих около ЛЭП при магнитной индукции 0,2 мкТл, вероятность заболевания лейкемией в 2,7 раза выше, чем в контрольной группе детей, проживающих вдали от ЛЭП, и в 3,8 раза выше, если индукция превышает 0,3 мкТл, т.е. составляет около 0,24 А/м. В настоящее время индукция 0,2 мкТл принята в Швеции как обязательная при строительстве новых зданий, в которых могут находиться дети, в том числе и для жилых помещений.

7.3.2. Нормирование интенсивности  электрического и магнитного полей
промышленной частоты

Список нормативных документов, регламентирующих требования к уровням электрических (ЭП) и магнитных (МП) полей промышленной частоты приведен
в табл. 7.2.

Согласно СанПиН 2.2.4.1191-03:

· пребывание в ЭП напряженностью до 5 кВ/м включительно допускается в течение рабочего дня;

· допустимое время пребывания (в часах) в ЭП напряженностью от 5 до 20 кВ/м включительно вычисляют по формуле

, ч                                                       (7.1)

где Е – напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне, кВ/м;

· при напряженности ЭП от 20 и до 25 кВ/м время пребывания персонала
в ЭП не должно превышать 10 мин;

· предельно допустимый уровень напряженности воздействующего ЭП устанавливается равным 25 кВ/м, пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.

Таблица 7.2

Нормативные документы по электромагнитным полям промышленной частоты

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время необходимо находиться вне зоны влияния ЭП или применять средства защиты.

Время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП вычисляют по формуле

, ч                              (7.2)

где Т_пр – приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребыванию в ЭП нижней границы нормируемой напряженности; ,, ...,  –  фактическое время пребывания в контролируемых зонах с напряженностью E₁,
Е₂, ..., E_n, ч;      T_E1, T_E2, ...,T_En – допустимое время пребывания для соответствующих E₁, E₂, …, E_n контролируемых зон, ч.

Приведенное время не должно превышать 8 ч.

В основу нормирования уровня МП положено допустимое значение плотности вихревого тока в организме человека (с разными коэффициентами запаса).

Допустимая напряженность H или индукция В магнитного поля устанавливается раздельно для условий общего (все тело) и локального (на конечности) воздействия в зависимости от продолжительности пребывания в магнитном поле. Допустимые уровни магнитного поля приведены в табл. 7.3.

Таблица 7.3

Допустимые уровни магнитного поля

Допустимые уровни магнитного поля внутри временных интервалов определяется интерполяцией (рис. 7.2).

Рис. 7.2. ПДУ производственных воздействий МП промышленной частоты в зависимости от времени  пребывания персонала
                            для условий общего воздействия

При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью магнитного поля общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать предельно допустимое для зоны с максимальной напряженностью.

Допустимое время пребывания персонала в магнитном поле может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. При изменении режима труда и отдыха (сменная работа) предельно допустимый уровень не должен превышать установленный для 8-часового рабочего дня.

Для условий воздействия импульсных магнитных полей 50 Гц предельно допустимые уровни амплитудного значения напряженности поля Н_ПДУ дифференцированы в зависимости от общей продолжительности воздействия за рабочую смену Т и характеристики импульсных режимов генерации.

Контроль уровней электрического и магнитного полей должен проводиться:

· при приемке в эксплуатацию новых и расширении действующих электроустановок;

· при организации новых рабочих мест;

· при аттестации рабочих мест;

· в порядке текущего надзора 1 раз в 3 года.

Уровни электрического и магнитного полей должны определяться во всей зоне, где может находиться персонал в процессе выполнения работ, на маршрутах следования к рабочим местам и осмотра оборудования.

Измерения напряженности электрического поля должны производиться:

а) при  работах  без  подъема на оборудование и конструкции – на высоте 1,8 м от поверхности земли, плит кабельного канала (лотка), площадки обслуживания оборудования или пола помещения;

б) при работах с подъемом на оборудование и конструкции – на высоте 0,5, 1,5 и 1,8 м от пола площадки рабочего места (например, пола люльки подъемника) и на расстоянии 0,5 м от заземленных нетоковедущих частей оборудования.

Измерения напряженности (индукции) магнитного поля должны производиться на высотах 0,5, 1,5 и 1,8 м от пола площадки рабочего места, земли, пола помещения, настила переходных мостиков оборудования и конструкций, стен зданий и сооружений и т.п., а при нахождении источника магнитного поля под рабочим местом – дополнительно на уровне пола площадки рабочего места.

Измерения напряженности (индукции) магнитного поля должны проводиться при максимальном рабочем токе электроустановки или измеренные значения должны пересчитываться на максимальный рабочий ток I_max путем умножения измеренных значений на отношение I_max/I, где I – ток в источнике магнитного поля в момент измерения.

Напряженность (индукция) магнитного поля измеряется в производственных помещениях с постоянным пребыванием персонала, расположенных на расстоянии менее 20 м от токоведущих частей электроустановок, в том числе отделенных от них стеной.

7.3.3. Средства защиты персонала,  работающего в зоне действия 
электромагнитных  полей частотой 50 Гц

Согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 защита работающих от неблагоприятного воздействия электрических полей должна обеспечиваться выполнением организационных, инженерно-технических и лечебно-профилактических мероприятий.

Организационные мероприятия включают в себя выбор рациональных режимов работы персонала по обслуживанию электроустановок, ограничение мест и времени пребывания персонала в зоне воздействия электрических полей частотой 50 Гц. Их внедрение регламентируется действующими правилами и не требует каких-либо затрат.

Инженерно-технические мероприятия подразумевают рациональное размещение электроустановок и применение экранирующих средств защиты.

Рациональное размещение оборудования, конструктивных элементов (опоры, порталы и т.п.) на открытых распределительных устройствах (ОРУ) решается на стадии проектирования электроустановок либо может быть реализовано при реконструкции подстанции в це­лом или ее отдельных частей. Выбор высоты подвеса токоведущих частей, шага расщепления фазных проводов, расстояния между фазными проводами выполняется исходя не только из условий обеспечения электрической прочности воздушного промежутка, но и обеспечения взаимной компенсации электрических полей разных фаз, а также снижения напряженности электрического поля в зоне нахождения персонала.

К экранирующим средствам защиты, применяемым при эксплуатации электроустановок сверхвысокого напряжения, относятся экранирующие навесы, козырьки, перегородки, переносные экранирующие устройства, экранирующие костюмы.

Отметим, что защитные свойства экранирующих устройств основаны на эффекте ослабления напряженности и искажении электрического поля в про­странстве вблизи заземленного электрического предмета (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Принцип действия экранирующего навеса

Экранирующие навесы являются одним из эффективных средств защи­ты персонала, занятого работой на ОРУ. Они выполняются в виде параллельных проводов, натянутых над проходами между высоковольтным оборудованием либо над пешеходными дорожками (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Экранирующий навес над проходом в здание

Навесы изготавливаются из стальных прутков либо из отрезков стального троса или провода диаметром 5…8 мм, которые натягивают параллельно друг другу при расстоянии между ними 10…20 см. Навесы целесообразно устанавливать на уровне 2,3…2,5 м над землей над проходами и участками ОРУ, с которых производят осмотр оборудования. При этом необходимо, чтобы расстояние от головы человека до навеса было не менее 30 см.

Ширина навеса должна быть не менее 1,5 м, а длина их зависит от размеров защищаемого участка.

Экранирующие козырьки изготавливают из металлической сетки с ячейками не круп­нее 50 х 50 мм, укрепляемой на раме из угловой стали. Устанавливают их над рабочими местами, с которых производятся работы по управлению и обслужи­ванию: у агрегатных шкафов и шкафов управления воздушных выключателей, приводов разъединителей и других устройств и аппаратов, требующих перио­дического обслуживания.

Ширина козырька должна быть не менее объекта обслуживания, а длина его выступающей части не менее 1 м. Целесообразно устанавливать козырек на высоте 2,5 м над землей.

      Экранирующие перегородки устанавливают вертикально и точно посередине между соседними ячейками воздушных выключателей. Они изготавливаются из металлической сетки или стальных прутков, смонтированных на стальной раме соответствующих размеров и крепятся на специальных опорах с от­тяжками. При этом нижняя грань перегородки должна находиться над поверх­ностью земли на высоте 2…3 м, чтобы не мешать проходу людей и проезду машин. Длина и высота перегородки должны быть, по крайней мере, равны длине и высоте воздушного выключателя с учетом всех его токоведущих частей. Переносные экранирующие устройства (временные устройства) предна­значены для защиты персонала,
выполняющего в течение длительного времени  какие-либо работы на участках действующей  электроустановки, не защищенных стационарными экранами. На рис. 7.5 приведены примеры использования временных устройств.

                                      а)                                                     б)

Рис. 7.5. Временные экранирующие устройства:

 а) временный (переносной) экранирующий козырек;

  б) экранирование люлек с помощью сетчатых щитов

При пересечении воздушными линиями (ВЛ) 500 кВ транспортных путей на участке пересечения используется тросовое экранирование. В этом случае для снижения влияния элек­трического поля ВЛ на переездах и в местах прохода людей могут быть ис­пользованы экранирующие заземленные тросы.

Конструктивно экраны целесо­образно выполнять в виде расщепленных в горизонтальной плоскости прово­дов, подвешиваемых под каждой фазой ВЛ. Кроме того, путем подачи на экра­ны напряжения в противофазе с напряжением ВЛ можно ослабить электриче­ское влияние ВЛ более чем в 2 раза.

Разработка экранирующих костюмов была начата еще во второй половине шестидесятых годов. На рис. 7.6 приведен пример одной из модификаций экранирующего костюма. Следует особо  отметить, что работа в экранирующих костюмах в цепях вторичной коммутации запрещена исходя из соображений электробезопасности. В этом случае наиболее приемлемым является применение переносных эк­ранирующих устройств.

Рис. 7.6. Общий вид экранирующего комплекта для работ под напряжением (спереди и сзади): 1 – экранирующий  капюшон; 2 – экран для лица; 3 – экранирующая куртка; 4 – экранирующие перчатки; 5 – экранирующие брюки; 6 – экранирующая обувь; 7 – контактные  выводы и перемычки; 8 – проводники с зажимами; 9, 10 – соответственно основные и до­полнительные каналы повышенной проводи­мости;
11 – контактные кнопки; 12 – экрани­рующий накатник; 13 – измерительная клемма для контроля
                                состояния ткани

Для снижения напряженности вдоль линий электропередачи напряжением
500 кВ рекомендуются зеле­ные насаждения. Расчеты и исследования показывают, что наличие растительности высотой 2,5…4 м ограничивает напряженность поля под линиями переменного тока до уровней, обеспечивающих допустимые усло­вия для людей и животных. Однако выбор типа насаждений необходимо решать со специалистами.

В качестве мер защиты от воздействия магнитного поля должны применяться стационарные или переносные магнитные экраны.

Рабочие места и маршруты передвижения персонала следует располагать на расстояниях от источников магнитного поля, при которых уровни магнитного поля не превышают предельно допустимых.

Зоны электроустановок с уровнями магнитных и электрических полей, превышающими предельно допустимые, где по условиям эксплуатации не требуется даже кратковременное пребывание персонала, должны ограждаться и обозначаться соответствующими предупредительными надписями или плакатами.

Дополнительные меры безопасности при работе в зоне влияния электрического и магнитного полей должны быть отражены в строке «отдельные указания» наряда-допуска для работы в электроустановках.

Контрольные вопросы к пункту 7.3

1. 1. Назовите основные источники электромагнитного поля промышленной частоты.

2. 2. Какое действие оказывает на организм человека магнитное поле промышленной частоты?

3. 3. Какое действие оказывает на организм человека электрическое поле промышленной частоты?

4. 4. Определите предельно допустимое время пребывания работников в зонах с напряженностью 2,5 кВ/м, 14 кВ/м, 22,5 кВ/м, 30 кВ/м, 50 В/м.

5. 5. По какой формуле определяют время пребывания персонала в зонах с различной напряженностью в течение рабочего дня?

6. 6. Определите предельно допустимое время пребывания работников в зонах с напряженностью 0,4 мТл, 0,7 мТл, 1,0 мТл, 1,5 мТл.

7. 7. Если работы выполняются работником в зонах с напряженностью ПМП
0,8 мТл, 1,2 мТл и 2,0 мТл, каково предельно допустимое время выполнения работ?

8. 8. Какие меры используются для защиты персонала от электрического поля промышленной частоты?

9. 9. Какие меры используются для защиты персонала от магнитного поля промышленной частоты?

10. 10. В каком документе указываются дополнительные меры безопасности при ведении работ в зоне влияния электрического и магнитного полей промышленной частоты?

7.4. Электромагнитное поле радиочастотного диапазона

Радиочастотный диапазон составляют частоты от 3 кГц до 6000 ГГц.

Источниками электромагнитных полей радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) являются:

· радиостанции низкочастотного (НЧ) (130…285 кГц), средневолнового (СВ) (415…1606 кГц), коротковолнового (КВ) (3,95…26,1 МГц) и ультракоротковолнового диапазонов  (УКВ, FM) (87,5…108 МГц);

· телевизионные передатчики (47…68 МГц, 174…239 МГц, 470…890 МГц);

· индивидуальные и мобильные средства связи, в том числе ручные телефоны и телефоны, установленные в автомобилях, системы мобильной радиосвязи и системы спутниковой связи;

· системы охраны и радиолокационные системы службы слежения авиатранспорта (9…35 ГГц);

· установки СВЧ-нагрева (2,45 ГГц);

· медицинское диагностическое и терапевтическое оборудование;

· видеодисплейные терминалы и персональные компьютеры.

7.4.1. Действие электромагнитных полей радиочастотного диапазона
 на организм человека

Электромагнитные поля радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) обладают выраженным биологическим действием, характер которого зависит от интенсивности ЭМП, времени облучения, частоты и характера электромагнитного сигнала,
с одной стороны, и состава тканей (в частности, содержание в ней воды), формы организма, подвергающегося облучению, с другой стороны. ЭМИ РЧ могут вызывать существенные изменения в состоянии практически всех систем организма человека как обратимые, так и достаточно стойкие.

При воздействии электромагнитных излучений сверхвысокочастотного диапазона в биологических тканях возникают эффекты, которые можно разделить на тепловые, наблюдаемые при  мощных потоках СВЧ-излучений, и нетепловые, происходящие при малых уровнях мощности излучения.

Поглощение в тканях организма энергии ЭМИ вызывает повышение температуры ткани. Связано это с тем, что электромагнитные колебания могут приводить в движение молекулы организма: свободные заряды, ионы  начинают колебаться, а дипольные молекулы вращаться с частотой приложенного поля. Движение ионов и молекул сопровождается трением, а в результате трения выделяется тепло. Организм разогревается изнутри, при этом температурные датчики – рецепторы кожи не могут предупредить о нагреве, так как находятся  в поверхностных кожных слоях. Тепловой обмен организма с окружающей средой происходит при помощи механизма терморегуляции. Если механизм терморегуляции способен рассеянием избыточного тепла предупредить перегрев, то температура организма остается нормальной, если нет, происходит  повышение температуры, которое приводит к нарушению деятельности организма.

Все биологические ткани по своим свойствам делятся на ткани с высоким содержанием воды (мышцы, кожа), с низким (жировая, костная ткани) и промежуточные (ткани головного  и костного мозга, легких). Эти ткани отличаются составом ионов и полярных молекул. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициент поглощения в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз больше, чем в тканях с низким содержанием. В результате отражения электромагнитных волн, падающих на организм, на границе раздела тканей с высоким и низким содержанием воды могут образовываться стоячие волны. А они, в свою очередь, обусловливают возникновение так называемых «горячих пятен». Следствием этого эффекта является местное воспаление или даже разрушение (ожог) кожи и расположенной под ней ткани. Эти ожоги имеют, как правило, большую глубину и значительную тяжесть (ожоги четвертой степени).

Наиболее подвержены перегреву ткани с плохой циркуляцией крови
и недостаточной терморегуляцией: глаза, желчный пузырь, участки желудочно-кишечного тракта, семенники. Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), причем  развитие катаракты является одним из немногих специфических поражений, вызываемых ЭМИ.

Взаимодействие ЭМП со средой человеческого организма не ограничивается тепловыми  эффектами, так как воздействие электромагнитного излучения проявляется и при сверхмалых интенсивностях, когда нагрев тканей не является определяющим или вообще становится невозможным.

Наиболее ранними клиническими проявлениями последствий длительного воздействия СВЧ поля «нетепловой» интенсивности  на человека являются функциональные нарушения со стороны нервной системы. ЭМП преимущественно тормозит текущую нервную деятельность, что проявляется в ухудшении запоминания, сложности понимания нового, бессоннице, депрессии, головных болях, нарушении чувства равновесия, дезориентации в пространстве, головокружении 
и т.д.).

Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы выражаются в нестабильности пульса и артериального давления, склонности к гипотонии, появлении болей в области сердца и др.

ЭМП могут  выступать в качестве аллергена или пускового фактора в развитии сенсибилизации: у больных аллергией при контакте с ЭМП могут развиваться тяжелые аллергические реакции.

Нарушения половой функции при контакте с ЭМП обычно связывают с изменением ее регуляции со стороны нервной и нейроэндокринной систем. Воздействие на половую систему проявляется в снижении функции сперматогенеза, нарушении коэффициента рождаемости мальчиков и девочек, изменении менструального цикла, замедлении эмбрионального развития (чувствительность эмбриона
к ЭМП значительно выше, чем у материнского организма), врожденных уродств
у новорожденных детей и уменьшении лактации у кормящих матерей.

Описанные расстройства могут быть довольно стойкими и наблюдаются после прекращения контакта работающего с ЭМП в течение 1 – 2 месяцев, а в ряде случаев требуют госпитализации и перевода людей на работы, не связанные с ЭМП.

Следует принимать также во внимание возможность возникновения так называемых резонансных эффектов при воздействии на биообъекты, в том числе и на человека, модулированного электромагнитного поля. Особенно неприятным является тот случай, когда частота модуляции составляет 6…16 Гц, что соответствует биоритмам мозга человека, которые по интенсивности превышают другие ритмы электрической активности мозга здорового человека.

7.4.2. Нормирование электромагнитных полей  радиочастотного

диапазона

Перечень нормативных документов в области электромагнитных полей различных частот приведен в табл. 7.4.

Таблица 7.4

Нормативные документы по электромагнитным полям
радиочастотного диапазона

В качестве предельно допустимого уровня (ПДУ) ЭМП принимают значения, которые при ежедневной (кроме выходных дней), но не более 40 часов в неделю, в течение рабочего стажа не должны вызывать заболеваний или отклонений
в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Оценка воздействия ЭМИ РЧ на людей осуществляется раздельно:

1) для лиц, работа или обучение которых связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ;

2) для лиц, работа и обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния ЭМИ РЧ, а также для работающих или учащихся,
лиц, не достигших 18 лет, для беременных женщин и остального населения, подвергающихся воздействию внешнего ЭМИ РЧ в жилых, общественных и служебных зданиях и помещениях, на территории жилой застройки и в местах массового отдыха.

Для первой группы оценка проводится по энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека, а для второй группы – по значениям интенсивности ЭМИ РЧ.

Интенсивность ЭМИ РЧ в диапазоне частот:

· 30 кГц … 300 МГц оценивается значениями напряженности электрического поля Е, В/м и напряженности магнитного поля H, А/м;

· 300 МГц … 300 ГГц – значениями плотности потока энергии (ППЭ), Вт/м², мкВт/см².

Энергетическая экспозиция (ЭЭ) определяется, как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека в диапазоне частот 30 кГц … 300 МГц.

Энергетическая экспозиция, создаваемая электрическим полем, определяется по формуле

ЭЭ_Е = Е²×Т , (В/м)² × ч.                                        (7.3)

Энергетическая экспозиция, создаваемая магнитным полем,

ЭЭ_Н = Н²× Т, (А/м)² × ч.                                                (7.4)

В случае, если работники подвергаются воздействию импульсно-моду-лированных колебаний, оценка проводится по средней за период  следования мощности ЭМП и, соответственно, средней  интенсивности ЭМП.

В диапазоне частот 300 МГц … 300 ГГц энергетическая экспозиция, создаваемая электромагнитным полем, определяется по формуле

ЭЭ_ППЭ = ППЭ_ПДУ × Т, (Вт/м²)× ч.                                 (7.5)

Предельно допустимые для профессионального воздействия значения энергетической  экспозиции за рабочий день (рабочую смену) приведены в табл.7.5.

Таблица 7.5

Предельно допустимые значения энергетической экспозиции

Предельно допустимые значения интенсивности ЭМИ РЧ (Е_ПДУ, Н_ПДУ, ППЭ_ПДУ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (Т) определяются по формулам:

,                                             (7.6)

,                                            (7.7)

                                    (7.8)

Как правило, предельно допустимые уровни  ЭМП должны определяться исходя из предположения, что воздействие имеет место в течение всего рабочего дня (смены).

7.4.3. Контроль интенсивности электромагнитного поля

радиочастотного диапазона

Контроль уровня ЭМИ. Контроль должен осуществляться на рабочих местах персонала, обслуживающего производственные установки, генерирующее, передающее и излучающее оборудование радио- и телевизионных центров, радиолокационных станций, физиотерапевтические аппараты и пр.

Не подлежат контролю используемые в условиях производства источники ЭМП, если они не работают на открытый волновод, антенну или другой элемент, предназначенный для излучения в пространство и их максимальная мощность, согласно паспортным данным, не превышает:

· 5,0 Вт – в диапазоне частот ³ 30 кГц  ... 3 МГц;

· 2,0 Вт – в диапазоне частот ³  3 МГц  ... 30 МГц;

· 0,2 Вт – в диапазоне частот ³ 30 МГц ... 300 ГГц.

Контроль уровня ЭМИ РЧ в производственных условиях проводится:

· при проектировании, приемке в эксплуатацию, изменении конструкции источников ЭМИ РЧ и технологического оборудования, их включающего;

· при организации новых рабочих мест;

· при аттестации рабочих мест;

· в порядке текущего надзора за действующими источниками ЭМТ РЧ  (1 раз
в 3 года).

Контроль уровней ЭМИ РЧ может осуществляться путем использования расчетных методов и/или проведения измерений на рабочих местах.

На стадии проектирования допускается определение уровней электромагнитного поля радиочастотного диапазона расчетным методом. Расчет должен выполняться в соответствии с утвержденными методическими указаниями и с учетом следующих технических параметров радиопередающих устройств:

· мощности передатчика;

· режима излучения;

· коэффициента усиления антенны;

· величины потерь энергии в антенно-фидерном тракте;

· значений нормированной диаграммы направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях (кроме антенн НЧ, СЧ и ВЧ диапазонов);

· сектора обзора антенны;

· высоты антенны над поверхностью земли и т.д.

Для действующих объектов контроль ЭМИ РЧ осуществляется преимущественно посредством инструментальных измерений.

Измерения уровней ЭМИ РЧ должны проводиться для всех рабочих режимов установок при максимальной используемой мощности и после выведения работника из зоны контроля.

Измерения проводят в зависимости от рабочей позы на высоте: 0,5; 1,0 и 1,7 м от опорной поверхности при выполнении работ стоя и 0,5; 0,8 и 1,4 м при выполнении работ сидя. Во время измерений фиксируются максимальные значения Е и Н или ППЭ для каждого рабочего места.

В случае, если имеет место локальное облучение рук работников, контроль интенсивности ЭМИ РЧ следует дополнительно проводить на уровне кистей и середины предплечья.

Контроль интенсивности ЭМИ РЧ создаваемых вращающимися или сканирующими антеннами осуществляется на рабочих местах и местах временного пребывания персонала при всех рабочих значениях угла наклона антенн.

Для оценки уровней ЭМИ РЧ используют приборы направленного приема (однокоординатные) и приборы ненаправленного приема, оснащенные изотропными (трехкоординатными) датчиками. Приборы, используемые для контроля, должны пройти государственную аттестацию и иметь свидетельство о поверке.

Для измерения интенсивности ЭМИ РЧ в диапазоне частот до 300 МГц используют приборы, предназначенные для определения среднеквадратического значения напряженности электрического и/или магнитного полей с допустимой относительной погрешностью не более  ± 30%.

Для измерений уровней ЭМИ РЧ в диапазоне частот ³ 300 МГц ... 300 ГГц
используют приборы, предназначенные для оценки средних значений плотности потока энергии с допустимой относительной погрешностью не более
± 40% в диапазоне ³ 300 МГц ... 2 ГГц и не более ± 30% в диапазоне свыше
2 ГГц.

Не допускается проводить измерения при наличии атмосферных осадков, а также при температуре и влажности воздуха, выходящих за предельные рабочие параметры средств измерений.

Результаты измерений следует оформлять в виде протокола и/или карты распределения уровней электрических, магнитных или электромагнитных полей, совмещенной с планом размещения оборудования или помещения, где производились измерения.

Измерения интенсивности ЭМИ РЧ в помещениях жилых и общественных зданий (внешнее излучение, включая вторичное) проводят в центре помещений, у окон, у батарей отопления и других коммуникаций, а в случае необходимости и в других точках.

7.4.4. Защита от воздействия ЭМИ РЧ

Защита населения. Для защиты  населения от воздействия ЭМИ РЧ, создаваемых передающими радиотехническими объектами (радиолокационными, радиопередающими, телевизионными станциями, земными станциями спутниковой связи и другими объектами), устанавливаются санитарно-защитные зоны и зоны ограничения застройки.

Санитарно-защитной  зоной является площадь, примыкающая к технической территории передающего объекта, внешняя граница которой определяется на высоте 2 м от поверхности земли по ПДУ ЭМП.

Зоной ограничения является территория, где на высоте более 2 м от поверхности земли интенсивность ЭМИ превышает ПДУ. Внешняя граница этой  зоны определяется по максимальной высоте зданий перспективной застройки, на высоте верхнего этажа которых интенсивность ЭМИ не превышает ПДУ.

Обе указанные выше зоны определяют расчетным путем  и уточняют путем измерений интенсивности ЭМИ. Обязанность  проведения расчетов и измерений лежит на владельце радиотехнического объекта.

В санитарно-защитной зоне и зоне ограничений запрещается строительство жилых зданий всех видов, стационарных лечебно-профилактических и санаторно-курортных учреждений, детских  дошкольных учреждений, средних учебных заведений всех видов, интернатов всех видов и других зданий, предназначенных для круглосуточного пребывания людей.

Для защиты общественных и производственных зданий в случае необходимости может быть предусмотрено выполнение ограждающих конструкций и кровли из материалов с высокими радиоэкранирующими свойствами (железобетон и др.) или покрытие ограждающих конструкций заземленной металлической сеткой.

Помимо прямого излучения, опасность может представлять вторичное электромагнитное излучение, переизлучаемое элементами конструкции здания, коммуникациями, внутренней проводкой и т.д.  Для защиты от него в случае необходимости батареи отопления и другие элементы коммуникаций и сетей  следует закрывать диэлектрическими (деревянными и т.п.) коробами, препятствующими непосредственному доступу к этим элементам. Необходимое расстояние между элементом коммуникаций и сетей и коробом определяется путем измерений интенсивности ЭМИ.

Каждый передающий радиотехнический объект должен иметь санитарный паспорт. Санитарный паспорт составляется администрацией радиотехнического объекта (его владельцем), подписывается руководителем (владельцем) объекта и согласовывается  с руководителем специализированного подразделения надзора за источниками неионизирующих излучений соответствующего учреждения государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

Защита персонала. Защита персонала от воздействия ЭМП радиочастотного диапазона осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических, лечебно-профилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты.

К организационным мероприятиям относятся: выбор рациональных режимов работы оборудования; ограничение места и времени нахождения персонала в зоне воздействия ЭМИ РЧ (защита расстоянием и временем) и т.п.

Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания человека в рабочей зоне. Она применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения до допустимых значений. В диапазоне частот от 30 кГц до 300 МГц допустимое время  пребывания определяют по формулам:

 ч;                                                    (7.9)

, ч.                                                  (7.10)

В диапазоне частот от 300 МГц до 300 ГГц по формуле

Т = .                                                     (7.11)

Предельно допустимое время работы вносится в инструкции по технике безопасности и в технологические документы, а на источниках ЭМИ РЧ или
в непосредственной близости от них размещаются соответствующие предупреждения. Сокращение продолжительности  воздействия должно быть подтверждено технологическими, распорядительными документами и/или результатами хронометража.

Инженерно-технические мероприятия предусматривают уменьшение мощности излучения в самом источнике, экранирование источников излучения, экранирование рабочих мест, обозначение и ограждение зон.

Уменьшение мощности излучения в самом источнике излучения достигается применением специальных устройств: поглотителей мощности, эквивалентов антенн, аттенюаторов, направленных ответвителей, бронзовых прокладок между фланцами, дроссельных фланцев и др.

Экранирование источников излучения используют для снижения интенсивности ЭМИ РЧ на рабочем месте или  ограждения опасных зон излучений. Экраны изготавливают в виде замкнутых камер, шкафов или кожухов (рис. 7.9).

В перечень фольговых материалов толщиной 0,01…0,5 мм входят в основном диамагнитные материалы: алюминий, латунь, цинк.

Радиопоглощающие материалы изготовляют в виде эластичных и жестких пенопластов, тонких листов, рыхлой сыпучей массы или заливочных компаундов, специальных красок.

Для придания материалу поглощающих свойств в него вводят проводящие добавки: сажу, активированный уголь, карбонильное железо. Проводящие включения создают потери (наведенные вихревые токи превращаются в тепловую энергию).

Основой поглощающих материалов являются каучук, поролон, пенополистирол, краски и другие синтетические материалы.

Уменьшение коэффициентов отражения поглощающих материалов достигается в основном двумя путями. В первом случае материалу придается структура или форма, увеличивающая его активную  переднюю поверхность, обращенную к излучению, например, материал делается  волокнистым  или со сложной, покрытой пирамидами или конусами  поверхностью. При такой поверхности волна многократно отражается  от неровностей, и общая энергия, прошедшая в материал, оказывается значительно больше, чем при однократном падении на гладкую ровную поверхность. Выполненные по этому способу материалы являются широкополосными, но они чувствительны к действию эрозии, воды, пыли и т.д., хотя и обладают малой плотностью. Их толщина находится в пропорции с длиной волны.

Другой метод создания поглощающих материалов – использование принципа четвертьволнового согласования. Поглощающий материал толщиной в 1/4 длины волны наклеивают на металлический лист или сетку. Если такой материал поставить на пути излучения, то электромагнитная волна частично отразится от него, частично же пройдет в него, в определенной степени поглотится в материале,
отразится от металлической подложки, снова частично поглотится, достигнет передней поверхности, частично отразится обратно в материал и частично выйдет в воздух. В результате волна, вышедшая из материала, изменит свою фазу на 180º по сравнению с волной, отраженной от передней поверхности поглощающего
материала, что сопровождается интерференцией волн. Соответствующим сочетанием коэффициента отражения от передней поверхности с коэффициентом поглощения материала добиваются минимального отражения волн от такого материала. Недостаток этих материалов состоит в том, что они эффективны только на конкретных частотах. Материалы, изготовленные по второму методу, называются четвертьволновыми или интерференционными. Обычно радиопоглощающие материалы отражают примерно 1% падающей на них  энергии, в некоторых случаях отражение может быть снижено до 0,01…0,001%. Поглощающая способность зависит от свойств материала: для радиопоглощающих материалов на основе каучука, поролона и т.п. она составляет 0,155…0,465 Вт/см², на полиуретановой основе достигает 1,3 Вт/см², а пенокерамических материалов – 7,75 Вт/см².

В табл. 7.6 приведены характеристики некоторых радиопоглощающих материалов. В последнее время все большее распространение получают керамико-металлические композиции.

Таблица 7.6

Основные характеристики радиопоглощающих материалов

Экраны в виде сотовых решеток применяют для экранирования вентиляционных отверстий в экранирующих кожухах аппаратуры (рис. 7.10, а) вплоть до сантиметрового диапазона излучения. Эффективность сотовых решеток зависит от отношения глубины к ширине ячейки. Если требуется особенно высокая эффективность экранирования, рекомендуется применять сотовые решетки с пересекающимися ячейками. Такие решетки получают наложением друг на друга тонких решеток в одном экране (рис. 7.10, б). Достоинствами сотовых решеток являются небольшой вес, высокие экранирующие свойства, низкое сопротивление воздушному потоку и др.

а)                                                               б)

Рис. 7.10. Экраны в виде сотовых решеток с обычными (а),
                    с пересекающимися (б) ячейками

Для экранирования неплотностей корпуса, дверец и крышек в кожухах источников излучения используют  мягкие экранирующие материалы, верхний слой которых состоит из металлизированной ткани, а внутренним наполнителем является мягкий пористый  материал, например поролон (рис. 7.11).

    Рис.7.11. Экранирование неплотностей корпуса аппаратуры

Экранирование рабочего места применяется в случае, когда невозможно осуществить экранирование аппаратуры. Оно достигается с помощью сооружения кабин либо ширм с покрытием  из поглощающих материалов. В качестве экранирующего материала для окон, приборных  панелей применяется стекло, покрытое полупроводниковым двуоксидом олова.

Средствами индивидуальной защиты (СИЗ) следует пользоваться в тех случаях, когда применение других способов предотвращения воздействия ЭМИ РЧ невозможно. В качестве СИЗ применяют халат, комбинезон, капюшон, защитные очки. Материал, из которого изготавливают СИЗ, представляет собой специальную ткань, которую получают, либо вводя в состав ткани тонкие
металлические нити, образующие сетку, либо методом химической металлизации (из растворов) суровых тканей различной структуры и плотности.

Для защиты органов зрения применяют сетчатые очки, имеющие конструкцию полумасок из медной или латунной сетки и очки ОРЗ05 (очки радиозащитные) со специальным стеклом с токопроводящим слоем двуоксида олова.

Контрольные вопросы к пункту 7.4

1. Какие источники электромагнитных полей радиочастотного диапазона Вы знаете?

2. Каков механизм теплового воздействия электромагнитных полей СВЧ диапазона на организм человека?

3. Какие виды нетепловых эффектов, возникающих в организме человека под действием электромагнитных излучений радиочастотного диапазона, Вы знаете?

4. По какому критерию оценивается воздействие ЭМИ РЧ на лиц, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ, а также для работающих или учащихся, лиц, не достигших 18 лет, для женщин в состоянии беременности и остального населения, подвергающегося воздействию внешнего ЭМИ РЧ в жилых, общественных и служебных зданиях и помещениях (кроме зданий и помещений передающих радиотехнических объектов), на территории  жилой застройки и в местах массового отдыха?

5. По какому параметру оценивается воздействие ЭМИ РЧ на лиц, чья профессиональная деятельность или условия обучения  связаны с воздействием ЭМИ РЧ?

6. Какой величиной характеризуется интенсивность ЭМИ РЧ в диапазоне частот от 30 кГц до 300 МГц, а также в диапазоне от 300 МГц до 300 ГГц?

7. По какой формуле определяется энергетическая экспозиция (ЭЭ) в диапазоне частот от 300 МГц до 300 ГГц?

8. Какими мерами обеспечивается защита населения от действия ЭМИ РЧ?

     9. Что такое санитарно-защитная зона радиопередающего объекта?

   10. Что такое зона ограниченной застройки вокруг радиопередающего объекта?

   11. Какие существуют организационные меры защиты персонала, работа или обучение которого связана с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ?

7.5. Лазерное излучение

Лазерное излучение (ЛИ) представляет особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне длин волн от 180 до 10⁵ нм. Отличие ЛИ от других видов излучения заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности. Источниками лазерного излучения  являются  оптические квантовые генераторы (лазеры). В естественной природной среде лазерное излучение не встречается.

Биологическое действие собственно лазерного излучения зависит от длины волны и интенсивности излучения. В связи с этим  весь диапазон длин волн делится на ряд областей:

180 < λ £   380 нм – ультрафиолетовая область;

380 < λ £   750 нм – видимая область;

750 < λ £ 1400 нм – ближняя инфракрасная область;

    1400 < λ £  10⁵  нм – дальняя инфракрасная область.

7.5.1. Действие лазерного излучения  на организм человека

Различают шесть видов воздействия лазерного излучения на живой организм.

1. Термическое (тепловое) действие. При фокусировке лазерного излучения выделяется значительное количество теплоты в небольшом объеме за короткий промежуток времени.

2. Энергетическое действие определяется  большим градиентом электрического поля, обусловленного высокой плотностью мощности. Это действие может вызывать поляризацию молекул, резонансные и другие эффекты.

3. Фотохимическое действие проявляется  в выцветании ряда красителей.

4. Механическое действие проявляется в возникновении  колебаний типа ультразвуковых в облучаемом организме.

5. Электрострикция – деформация молекул в электрическом поле лазерного излучения.

6. Образование в пределах клетки микроволнового электромагнитного поля.

Под действием лазерного излучения происходит нарушение жизнедеятельности отдельных органов и организма в целом.

При больших интенсивностях облучения возможны повреждения внутренних органов, которые имеют характер отеков, кровоизлияния, кровотечения, омертвления тканей и др.

Лазерное излучение представляет особую опасность для тех тканей, которые максимально поглощают излучение. Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также способность оптической системы глаза увеличивать плотность энергии (мощности) излучения видимого и ближнего инфракрасного диапазона (750…1400 нм) на глазном дне до 6·10⁴ раз по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом. Степень повреждения глаза может изменяться  от слабых ожогов сетчатки до полной потери зрения.

ЛИ с длиной волны 380…1400 нм (видимая и ближняя инфракрасная области) представляет наибольшую опасность для сетчатки глаза, а излучение с длиной волны 180…380 нм (ультрафиолетовая) и свыше 1400 нм (дальняя инфракрасная область) – для передних сред глаза.

Степень повреждения радужной оболочки ЛИ в значительной мере зависит от ее окраски. Зеленые и голубые глаза более уязвимы, чем карие. Длительное облучение глаза в диапазоне ближнего инфракрасного ЛИ может привести к помутнению хрусталика; воздействие ЛИ ультрафиолетового диапазона (200…400 нм) поражает роговицу, развивается кератит. Наибольшим фотокератическим действием обладает излучение с длиной волны 280 нм.

Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны в спектральном диапазоне λ = 180…100 000 нм. При воздействии  ЛИ в непрерывном режиме преобладают  в основном тепловые эффекты, следствием которых является коагуляция  (свертывание) белка, а при больших мощностях – испарение биоткани. Степень повреждения кожи зависит от первоначально поглощенной энергии. Повреждения могут быть различными: от покраснения до поверхностного обугливания и образования глубоких дефектов  кожи. Значительные повреждения развиваются на пигментированных участках кожи (родимых пятнах, местах с сильным загаром), минимальное повреждение кожи развивается при плотности энергии 0,1…1 Дж/см².

Лазерное излучение, особенно дальней инфракрасной области (свыше
1400 нм), способно проникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы (прямое ЛИ).

Импульсный режим воздействия ЛИ с длительностью импульса меньше 10^–2 с связан с преобразованием энергии излучения в энергию механических колебаний, в частности, ударной волны. Ударная волна состоит из группы импульсов различной длительности и амплитуды. Максимальную амплитуду имеет первый импульс сжатия, который является определяющим в возникновении повреждения глубоких тканей. Например, прямое облучение поверхности брюшной стенки вызывает повреждение печени, кишечника и других органов брюшной полости; при облучении головы возможны внутричерепные и внутримозговые кровоизлияния. Обычно различают локальное и общее повреждения организма.

Длительное хроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения вызывает неспецифические, преимущественно вегетативно-сосудистые
нарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции.

По степени опасности выходного излучения для организма человека лазеры подразделяют на 4 класса:

I – лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи;

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

III – лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности. Этот класс распространяется только  на лазеры, генерирующие излучения в спектральном  диапазоне  380…1400 нм;

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

Лазеры классифицирует предприятие-изготовитель по выходным характеристикам излучения расчетным методом.

7.5.2. Нормирование интенсивности лазерного излучения

Нормативными документами являются:

· ГОСТ 12.1.040-83.ССБТ. Лазерная безопасность. Общие положения.

· Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров (утв.
31 июля 1991 г. № 5804-91).

Предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения устанавливаются для двух условий облучения: однократного и хронического для трех диапазонов длин волн:

  I   диапазон –   180 < λ £   380 нм;

 II  диапазон –    380 < λ £ 1400 нм;

III  диапазон –  1400 < λ £   10⁵ нм .

Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция Н и облученность Е, усредненные по ограничивающей апертуре. Апертура – это отверстие в защитном корпусе лазера, через которое испускается ЛИ.

Для определения ПДУ (Н_ПДУ и Е_ПДУ) при воздействии ЛИ на кожу усреднение производится по ограничивающей апертуре.

Наряду с энергетической экспозицией и облученностью нормируемыми параметрами являются также энергия W и мощность Р излучения, прошедшего через ограничивающую апертуру.

При оценке воздействия на глаза лазерного излучения в диапазоне II нормирование энергии и мощности лазерного излучения, прошедшего через ограничивающую апертуру, является первостепенным.

Указанные выше энергетические параметры связаны соотношениями:

     ,                                           (7.12)

                                                     ,                                                      (7.13)

где Н_ПДУ – предельно допустимое значение энергетической экспозиции лазерного излучения, Дж · м²; W_ПДУ – предельно допустимый уровень энергии лазерного излучения, Дж; S_a – площадь ограничивающей апертуры, м²; Е_ПДУ  – предельно допустимый уровень облученности, Вт·м²; Р_ПДУ  – предельно допустимый уровень мощности ЛИ, Вт.

При одновременном воздействии на глаза и кожу лазерного излучения нескольких источников с различными длинами волн эти источники в общем случае могут иметь различные характеристики:

· спектральные (два или несколько типов лазеров, генерация нескольких длин волн одним лазером, генерация гармоник);

· временные (режимы: непрерывный, импульсный, непрерывный  с модуляцией  мощности и т.д.);

· пространственные (коллимированный пучок, диффузно отраженное или рассеянное излучение).

Степень опасности при одновременном действии излучения различных источников  является аддитивной в следующих случаях:

· воздействие на кожу излучения любых длин волн в диапазоне
180 < λ £ 10⁵ нм;

· воздействие на передние среды глаза излучения в диапазонах длин волн 180 < λ £ 380 нм и 1400 < λ £ 10⁵ нм;

· воздействие на сетчатку глаза излучения в диапазоне длин волн
380 < λ £ 1400 нм.

Для каждого из перечисленных трех случаев предельно допустимые уровни устанавливаются независимо.

Предельно допустимая суммарная энергия или мощность излучения от нескольких источников, действие которых является аддитивным, определяется следующими формулами:

,                      (7.14)

,             (7.15)

где n – число источников излучения, действие которых аддитивно; i – условный порядковый номер источника; ,  – предельно допустимые значения энергии (мощности) источника с порядковым номером i к суммарной энергии (мощности) всех источников; С_i  – относительный энерговклад каждого источника, определяемый как отношение энергии (мощности) источника с порядковым номером i к суммарной энергии (мощности) всех источников;

С_i = .                                                          (7.16)

Формулы 7.14 и 7.15 применимы в тех случаях, когда длительность экспозиции или импульсов излучения рассматриваемых источников имеют один и тот же порядок. При проведении практических расчетов значения энергии (мощности) могут быть заменены эквивалентными значениями энергетической экспозиции (облученности).

7.5.3. Контроль уровня лазерного излучения (ЛИ)

Дозиметрический контроль ЛИ заключается в оценке тех характеристик ЛИ, которые определяют его способность вызывать биологические эффекты.

Различают две формы дозиметрического контроля:

· предупредительный (оперативный);

· индивидуальный.

Предупредительный дозиметрический  контроль заключается в определении максимальных уровней энергетических параметров ЛИ в точках на границе рабочей зоны. Его проводят при работе лазера в режиме максимальной отдачи мощности, определенной в паспорте изделия и конкретными условиями эксплуатации, не реже одного раза в год в порядке текущего санитарного надзора, а также:

· при приемке в эксплуатацию новых лазерных изделий II – IV классов;

· при внесении изменений в конструкцию действующих лазерных изделий;

· при изменении конструкции средств коллективной  защиты;

· при проведении экспериментальных и наладочных  работ;

· при аттестации рабочих мест;

· при организации новых рабочих мест.

Индивидуальный дозиметрический контроль заключается в измерении уровней энергетических параметров излучения, воздействующего на глаза (кожу) конкретного работника в течение рабочего дня. Проводится при работе на открытых лазерных установках (экспериментальные стенды), а также в тех случаях, когда не исключено случайное воздействие лазерного излучения на глаза и кожу.

Контроль энергетических параметров ЛИ проводится специально назначенным лицом из числа инженерно-технических работников, прошедших специальное обучение.

Методы проведения различных форм дозиметрического контроля ЛИ определены ГОСТ 12.1.031-81.

Аппаратура, применяемая для измерений, должна быть аттестована органами Госстандарта  России и проходить государственную поверку  в установленном порядке. Дозиметры ЛИ должны соответствовать требованиям ГОСТ 24469.

7.5.4. Средства защиты от лазерного излучения

Действующие лазерные установки рекомендуется размещать в отдельных, специально выделенных помещениях или отгороженных частях помещений. Лазеры IV класса в обязательном порядке размещаются только в отдельных помещениях. Внутренняя поверхность помещения,  а также предметы, находящиеся в этом помещении (за исключением используемых в работе элементов оптических систем), не должны иметь поверхностей с коэффициентом отражения больше 0,4; стены, потолок, пол помещения и предметы, находящиеся в помещении, должны иметь матовую поверхность, обеспечивающую минимальное отражение.

Средства защиты от ЛИ подразделяются на коллективные и индивидуальные.

Выбор средства защиты в каждом конкретном случае осуществляется с учетом требований безопасности для данного технологического процесса.

Коллективные средства лазерной безопасности

Средства коллективной защиты (СКЗ) должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.9.011 и  ГОСТ 12.2.049. Они включают в себя защитные экраны (или кожухи), препятствующие попаданию ЛИ на рабочие места; системы блокировок и сигнализации, предотвращающие доступ персонала во время работы лазерных установок (ЛУ) в пределы лазерноопасной зоны.

В целях обеспечения безопасности пульт управления ЛУ (или всей лазерной техники) размещается в отдельном помещении с телевизионной или другой системой настройки, контроля и наблюдения за ходом процесса, применяются роботизированные комплексы, а также защита расстоянием (пребывание вне лазерноопасной зоны).

При использовании лазерных установок открытого типа (в том числе в полевых, цеховых и других условиях) для предотвращения облучения персонала должны использоваться: ограждение (маркировка) лазерноопасной зоны, экранирование открытого луча лазера, вынесение пульта управления открытого луча лазера, вынесение пульта управления из лазерноопасной зоны.

Экраны должны поглощать ЛИ  и при этом быть прозрачными на всем видимом диапазоне длины волн или его части (частично прозрачные экраны). Они изготовляются из специальных стекол или органического стекла с соответствующей спектральной характеристикой. Оптическая плотность такого экрана на длине волны излучения должна быть достаточной для ослабления интенсивности облучения на рабочем месте оператора до величины, не превышающей ПДУ.

Если энергия ЛИ настолько велика, что может разрушить частично прозрачный экран, то необходимо принять меры, исключающие возможность прямого попадания луча на такой экран.

Для снижения уровня отраженного ЛИ линзы, призмы и другие твердые с зеркальной поверхностью предметы на пути луча должны снабжаться блендами, а облучаемый объект – защитными экранами-диафрагмами с отверстием, диаметр которого несколько превышает диаметр луча (рис. 7.12). В этом случае через отверстие проходит только прямое излучение, отраженные лучи от объекта попадают на экран, который их частично  поглощает и рассеивает. Для этой цели можно использовать даже фанеру, покрытую черной матовой краской. За приемниками излучений устанавливают невоспламеняющиеся экраны с поверхностью, хорошо поглощающей энергию излучений соответствующей длины волны.

Рис. 7.12. Схема экранирования отраженного лазерного излучения блендами и диафрагмами: 1 – лазер; 2 – бленда; 3 – линза; 4 – диафрагма;
                               5 – мишень

Надежной защитой от случайного попадания излучения на человека является экранирование луча на всем его пути действия (от ЛУ до мишени) световодом, если позволяют технические возможности. Непрозрачные экраны или ограждения, препятствующие выходу ЛИ наружу, должны изготовляться из металлических листов (сталь, дюралюминий и т.п.). Допускается изготовление непрозрачных экранов из пластмасс.

При размещении в одном помещении нескольких ЛУ необходимо оградить места их установки ширмами, шторками, занавесками или другими экранами, не пропускающими излучения, то так, чтобы рабочее место удовлетворяло санитарно-гигиеническим требованиям и имело достаточное естественное и искусственное освещение. Для этой цели рекомендуется, например, черная байка. Шторы, ширмы и занавески, изготовленные из этого материала, совершенно не пропускают даже прямое импульсное ЛИ (λ = 1,06 мкм и 0,69 мкм) достаточно большой плотности, при этом порог минимального повреждения ткани наблюдается при плотности энергии 1 Дж/см² (опаление ворса). Разрушение же ткани наступает при очень большой плотности энергии – десятки Дж/см². Ткань обладает высокой стойкостью к термическому действию ЛИ и не возгорается при полном ее разрушении.

Лазерные установки, являющиеся источником ионизирующего излучения, должны устанавливаться так, чтобы путь пучка проходил по непосещаемой людьми зоне, а точки фокусирования пучка при работе установки должны быть защищены диафрагмами. В конце пути пучка устанавливается ловушка для поглощения и защиты от брызг, испарений, аэрозолей, выделяемых исследуемым  веществом. При образовании в исследуемом веществе ионизирующего излучения должна быть предусмотрена локальная защита из материалов, наиболее эффективно поглощающих это излучение.

Путь пучка света импульсной ЛУ должен быть маркирован покраской рейтеров, оправ, диафрагм и бленд, должны быть также приняты меры против попадания в глаза отраженных или преломленных лучей. В некоторых случаях необходимо канализовать или ограждать  весь путь луча.

Установка должна иметь надежные системы блокировки и сигнализации. В случае неисправности хотя бы одной из этих систем эксплуатация установки запрещается. Входы в помещение задающих генераторов, усилителей, в мишенные  и  конденсаторные должны иметь блокировку, а также звуковую и световую сигнализацию, сблокированную с системой пуска установки. На дверях помещения размещается знак «Опасно! Лазерное излучение» (рис. 7.13). В помещении, где проводятся работы с импульсной установкой, должна быть установлена сигнализация: световая – в период, когда на конденсаторной батарее поднимается напряжение, и звуковая – непосредственно (за 2–3 с) перед срабатыванием осветителя.

Во время работы установки на пульте управления, размещенном в соседнем помещении (пультовой) и над входом в рабочую камеру должны гореть предупреждающие световые сигналы.

Средства индивидуальной защиты

В тех случаях, когда коллективные средства защиты не позволяют обеспечить выполнение требований безопасности при эксплуатации лазерных установок
II–IV  классов опасности применяют средства индивидуальной защиты (СИЗ). К ним относятся: технологические халаты, перчатки, очки, щитки и маски.

Технологические халаты изготовляются из хлопчатобумажного или бязевого материала светло-зеленого  или голубого цвета.

В защитных щитках, масках и очках применяются специальные светофильтры, задерживающие ЛИ, но пропускающие излучение в соседних диапазонах спектра. Это достигается за счет выбора светофильтров с определенной кривой спектрального пропускания. Светофильтры защитных очков должны обеспечивать снижение интенсивности  облучения глаз ЛИ до предельно допустимого уровня (ПДУ). В паспортах на светофильтры и оправы очков указывают их спектральную характеристику, оптическую плотность и максимально допустимый уровень излучения. Защитные очки не имеют универсального назначения, а предназначены для защиты от излучения определенной волны.

Существуют два типа защитных очков: открытые и закрытые. Открытые защитные очки предназначены для защиты глаз спереди и с боков от рассеянного  и диффузно отраженного излучения. Закрытые защитные очки с непрямой вентиляцией предназначены  для защиты  глаз и с боков, сверху и снизу от рассеянного, диффузно отраженного прямого излучения для непрерывного ЛИ. В ассортименте защитных очков должны быть очки с коробчатой оправой, не препятствующей одновременному пользованию обычными  корригирующими очками.

При работе мощных лазеров (IV класса) недостаточна защита только глаз, так как возможно поражение кожи лица. Поэтому в таких случаях эффективно применение защитных щитков и масок.

Руки рекомендуется защищать с помощью различного типа перчаток, в том числе из замши и кожи, а также специальными защитными дерматологическими средствами (кремы, лаки, пасты, мази), создающими предохранительную пленку на коже.

Требования к персоналу

К работе с ЛР допускаются лица, достигшие 18 лет и не имеющие медицинских противопоказаний. Женщины на период беременности и кормления ребенка должны освобождаться от работы с применением лазеров.

Работы, связанные с обслуживанием ЛУ, включены в списки работ с вредными условиями труда, и работающие на лазерных установках II – IV классов подлежат предварительным (при поступлении  на работу) и периодическим (1 раз в год) медицинским осмотрам. В осмотрах обязательно участие терапевта, невропатолога и офтальмолога. Помимо врачебного обследования, показано проведение клинического анализа периферической крови и ЭКГ.

Противопоказанием для приема на работу с лазерами являются следующие заболевания: гипертоническая болезнь, стойкая сосудистая гипотония, стенокардия, коронорокардиосклероз; все болезни крови и вторичное малокровие; органические заболевания центральной нервной системы, в том числе эпилепсия; выраженная вегетативная дисфункция;  выраженное астеническое состояние, заболевания эндокринных желез со стойкими нарушениями функций; выраженные неврозы; катаракта; стойкие и выраженные нарушения овариально-менструальной функции; психические заболевания.

Целесообразно рассматривать как дополнительные противопоказания к приему на работу с лазерами  профессиональные заболевания, вызванные воздействием физических факторов  (особенно ионизирующей радиации  и СВЧ), хронические профессиональные интоксикации со стойкими нарушениями функции центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, органа зрения и органов кровообращения и хронические заболевания  кожи.

Лица, временно привлекаемые к работе с ЛУ, должны  быть ознакомлены с инструкцией по технике безопасности и производственной санитарии при работе с ЛР и прикреплены к ответственному лицу из постоянного персонала подразделений.

Одним из важнейших элементов системы сохранения здоровья обслуживающего персонала являются лечебно-профилактические мероприятия. К достаточно эффективным мерам медицинской профилактики профессиональной патологии следует отнести регулярные физические  упражнения, причем в течение смены рекомендуется проводить не менее двух физкультурных пауз  по 10 мин. При работе с ЛУ имеет  большое значение соблюдение витаминного баланса, особенно в зимне-весенний период.

Персонал, допускаемый к работе с ЛУ, должен пройти инструктаж и обучение безопасным приемам и методам работы в соответствии
с ГОСТ 12.0.004-90  и Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров.

Персонал должен быть обучен методам оказания первой помощи при поражении ЛИ, электрическим током и другими опасными факторами.

При изменении технических параметров ЛУ или характера выполняемых работ проводится внеочередной инструктаж по технике безопасности и производственной санитарии.

Контрольные вопросы к пункту 7.5

1. Для каких органов человека особенно опасно лазерное излучение и почему?

2. Какова опасность для человека лазера I класса?

3. Какова опасность для человека лазера II класса?

4. Какова опасность для человека лазера III класса?

5. Какова опасность для человека лазера IV класса?

6. Что является нормируемым параметром лазерного излучения?

7. Какие существуют формы дозиметрического контроля лазерного излучения?

8. В чем заключается предупредительный контроль лазерного излучения, когда он проводится?

9. В чем заключается индивидуальный контроль лазерного излучения, когда он проводится?

10. Какие методы и средства коллективной защиты от лазерного излучения Вы знаете?

11. Какие СИЗ от лазерного излучения Вы знаете?

12. Какие требования предъявляются к персоналу, обслуживающему лазерные установки?

7.6. Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение (ИФКИ) охватывает область спектра с длиной волны, лежащей в пределах от 780 нм до 540 мкм. Оно является функцией теплового состояния источника излучения и свойственно всем телам, температура которых выше абсолютного нуля.

7.6.1. Действие инфракрасного излучения  на организм человека

Инфракрасное излучение оказывает в основном тепловое воздействие на организм человека. Эффект его действия зависит от длины  волны, которая обусловливает глубину его проникновения. В связи с этим инфракрасное излучение подразделяется на три области:

область А – длина волны от 780 до 1400 нм;

область В – от 1400 до 3000 нм;

область С – более 3000 нм.

Первая область инфракрасных излучений обладает большой проницаемостью через кожу и обозначается как коротковолновое ИФКИ, а следующие две облас-ти – как длинноволновые.

Наиболее активно коротковолновое инфракрасное излучение, так как оно обладает наибольшей энергией фотонов, способно глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях. Длинноволновое ИФКИ поглощается большей частью в эпидермисе, в то время как видимые и ближние ИФКИ в основном поглощаются кровью  в слоях дермы и подкожной жировой клетчаткой.

Наиболее чувствительны к ИФКИ кожный покров и органы зрения человека; при остром повреждении кожи  возможны  ожоги, резкое  расширение артериокапилляров, усиление пигментации кожи; при хронических облучениях изменение пигментации может быть стойким, например, эритемоподобный (красный) цвет лица у рабочих – стеклодувов, сталеваров. К острым поражениям органов зрения  относятся ожог конъюнктивы, помутнение и ожог роговицы, ожог тканей передней камеры глаза. При интенсивном ИФКИ (100 Вт/см² для λ = 780…1800 нм) и длительном облучении (0,08…0,4 Вт/см²) возможно образование катаракты. Коротковолновая часть ИФКИ может фокусироваться на сетчатке, вызывая ее повреждение.

ИФКИ влияют и на функциональное состояние человека, его центральную нервную систему, вызывают изменения в сердечно-сосудистой системе. Отмечаются резкое учащение  сердцебиения, повышение максимального и понижение минимального артериального давления, учащение дыхания, повышение температуры тела и усиление потоотделения. ИФКИ воздействует на состояние  верхних дыхательных путей (развитие хронического ларингита, ринита, синуситов), не исключается мутагенный эффект ИФКИ.

При длительном пребывании человека в зоне ИФКИ происходит нарушение водно-солевого баланса, что вызывает судорожную болезнь.

 

7.6.2. Нормирование интенсивности  инфракрасного излучения

Нормирование ИФКИ осуществляется по интенсивности допустимых интегральных потоков излучения с учетом спектрального состава, размера облучаемой площади, защитных свойств спецодежды.

Нормативными документами являются:

· ГОСТ 12.1.005–88 ССБТ. Санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны;

· СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах от производственных источников, нагретых до темного свечения (материалов, изделий и др.), должны соответствовать значениям, приведенным
в табл. 7.7.

Таблица 7.7

Допустимые величины интенсивности теплового облучения
поверхности тела работающих от производственных источников

Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих от источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и др.), не должны превышать
140 Вт/м². При этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

Интенсивность теплового излучения на рабочем месте необходимо измерять от каждого источника, располагая приемник прибора перпендикулярно падающему потоку. Измерения проводят на высоте 0,5; 1,0 и 1,5 м от пола или рабочей площадки.

7.6.3. Средства защиты от теплового облучения

Выбор теплозащитных средств должен осуществляться с учетом требований эргономики, технической эстетики, безопасности для данного процесса или вида работ и технико-экономического обоснования. К теплозащитным средствам предъявляются следующие требования: они должны быть простыми в изготовлении и монтаже, удобными для обслуживания, не затруднять осмотр, чистку, смазывание агрегатов, обладать необходимой прочностью, иметь минимальные эксплуатационные расходы.

Теплозащитные средства должны обеспечивать облученность от оборудования не выше 308 К (35ºС) при температуре внутри источника до 373 К (100ºС) и не выше 318 К (45ºС) при температуре внутри источника выше 373 К (100ºС).

Защита работающих от неблагоприятного действия инфракрасного излучения осуществляется комплексом инженерно-технических, гигиенических, санитарно-технических, организационных, медико-профилакти­ческих и законодательных мероприятий.

Инженерно-технические мероприятия предусматривают: автоматизацию, механизацию и дистанционное управление  производственными процессами, связанных со значительными тепловыделениями; замену старых и внедрение новых технологических процессов, например, применение штамповки вместо поковочных работ, замену кольцевых печей для сушки форм и стержней в литейном производстве туннельными; увеличение герметичности оборудования.

Вся группа гигиенических и санитарно-технических мероприятий разделяется на средства коллективной и индивидуальной защиты.

К коллективным средствам защиты относятся:

· теплоизоляция горячих поверхностей;

· экранирование источников излучения или рабочих мест;

· радиационное охлаждение;

· общеобменная вентиляция или кондиционирование;

· воздушное душирование.

Тепловая изоляция поверхностей источников излучения (печей, сосудов, трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности. При этом доля лучистого тепла с понижением температуры источника понижается, благодаря чему интенсивность облучения персонала ИФКИ снижается значительно в большей степени, чем общее тепловыделение. Тепловая изоляция уменьшает тепловые потери оборудования, обусловливает сокращение расхода топлива (электроэнергии, пара) и увеличение производительности агрегатов. При проведении высокотемпературных процессов без надлежащей тепловой изоляции достижение необходимой температуры затруднительно или даже невозможно. Однако, когда ограждающие конструкции агрегата находятся в температурных условиях, близких к верхнему допустимому пределу для данного материала (своды и торцевые стены мартеновских печей, фурменные сопла доменных печей  и т.п.), тепловая изоляция, повышая рабочую температуру изолируемых элементов, может резко сократить срок их службы. В таких случаях решение о тепловой изоляции должно быть проверено расчетом рабочей температуры изолированных элементов. Если она окажется выше предельно допустимой, защита от тепловых излучений должна осуществляться другими способами (внутренняя теплоизоляция: футеровка, внутреннее экранирование и т.д.).

В настоящее время в практике применяют сотни различных теплоизоляционных материалов и конструкций.

Печи (а также борова, регенераторы и т.п.) изолируют в большинстве случаев легковесным кирпичом. Дополнительным теплоизоляционным слоем может служить наружная уплотнительная обмазка толщиной до 2 см. Иногда применяют засыпку из сыпучих или волокнистых материалов между наружным стальным кожухом и кирпичной кладкой. Своды целесообразно изолировать засыпкой из сыпучих материалов (например, песка или колошниковой пыли). Такая засыпка, кроме теплоизоляции, создает герметичность, что особенно важно для газовых боровов, регенераторов и шлаковиков.

Существуют конструкции печей из монолитного или сборного жароупорного бетона. В таких случаях в наружных слоях или во всем сечении (если позволяет температура) применяют легковесный бетон. Его получают, используя в качестве инертного наполнителя легковесную щебенку или добавку в состав смеси пенообразующих веществ.

Низкотемпературные печи, сушила, газоходы можно сооружать из двойных стальных панелей, внутреннее пространство в которых заполняют сыпучим или волокнистым изоляционным материалом или алюминиевой фольгой. Такая конструкция может быть разборной.

Изоляция трубопроводов и резервуаров конструктивно может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий или смешанной.

Мастичная изоляция осуществляется путем нанесения на горячую поверхность изолируемого объекта изоляционной мастики. Мастика представляет собой штукатурный раствор с теплоизоляционным наполнителем. Мастичную изоляцию можно применять на объектах любой конфигурации; она дает прочный гладкий слой, но требует предварительного разогрева поверхности и высокой квалификации изолировщика.

Оберточная (обволакивающая) изоляция изготавливается из волокнистых материалов – ваты, войлока, матов или ткани. Она наиболее пригодна для изоляции трубопроводов. Поверхность оберточной изоляции надо закрывать кожухом из плотного материала (лучше всего из алюминия).

Засыпную изоляцию применяют реже, так как необходим жесткий кожух вокруг изолируемого объекта. Пространство внутри кожуха заполняют
сыпучим или волокнистым материалом. Под действием вибрации, увлажнения, собственной массы изоляционный материал оседает и качество изоляции резко ухудшается. Засыпную изоляцию в основном используют при прокладке трубопроводов в каналах и коробах, там, где требуется большая толщина изоляционного слоя или при изготовлении теплоизоляционных панелей.

Теплоизоляцию штучными и формованными изделиями (кирпичами, плитами, сегментами, скорлупами) применяют для облегчения работ.

Широкое применение находит смешанная изоляция из нескольких различных слоев. В первом слое обычно устанавливают штучные изделия. Если они по радиусу кривизны не соответствуют изолируемому трубопроводу, то в первом слое может быть использована мастичная или оберточная изоляция. Наружный слой изготавливают из мастичной изоляции. Целесообразно устраивать алюминиевые кожухи снаружи теплоизоляции. Затраты на устройство кожухов быстро окупаются вследствие уменьшения тепловых потерь на излучение и повышения долговечности изоляции под кожухом.

Экранирование тепловых излучений. Теплозащитные экраны применяют для локализации лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах и снижения температуры поверхностей, окружающих рабочее место.

Экраны и завесы подразделяются по степени видимости работником через экран и завесу (или по способу превращения энергии облучения) на три типа (рис. 7.14):

· непрозрачные,

· полупрозрачные,

· прозрачные.

Рис. 7.14.  Классификация теплозащитных экранов

Ослабление теплового потока за экраном обусловлено его поглотительной и отражательной способностями. В зависимости от того, какая способность экрана более выражена, различают:

· теплоотражающие;

· теплопоглощающие;

· теплоотводящие экраны.

Это деление в известной мере условно, так как каждый экран обладает способностью отражать, поглощать и отводить тепло.

Непрозрачные экраны

Теплоотражающие экраны. В качестве отражающих материалов используют альфоль (алюминиевую фольгу), алюминий листовой, белую жесть, алюминиевую краску. Экран состоит из несущего каркаса, отражающей поверхности и деталей крепления к экранируемому оборудованию. Альфоль из-за недостаточной
механической прочности обычно наклеивают на асбест, клингерит, огнестойкую фанеру, металлическую сетку или укладывают в мятом или гофрированном виде между сетками. Величина межэкранного пространства принимается обычно (по конструктивным соображениям) равной 20…25 мм, хотя уменьшение ее до 5 мм улучшает теплозащитные свойства экрана вследствие устранения конвективного теплообмена между слоями экрана. Расстояние между излучающей поверхностью и экраном в случаях, когда повышение ее температуры нежелательно, увеличивается до 200…250 мм.

Отражающие экраны для трубопроводов изготовляются в виде квадратных коробов или полуцилиндрических скорлуп, оклеенных изнутри альфолем.

Достоинствами отражающих экранов являются высокая эффективность, малая масса, экономичность. Однако применение их ограничивается, так как они не выдерживают высоких температур и механических воздействий; эффективность экранов ухудшается при отложении на них пыли, сажи и окислении.

Теплопоглощающие экраны. В теплопоглощающем экране вследствие большого термического сопротивления тепловой поток вызывает значительную разность температур поверхностей. При этом температура внутренней (обращенной к источнику излучения) поверхности экрана повышается, и тепловой поток
уменьшается из-за снижения разности температур. Температура наружной поверхности экрана остается низкой.

В качестве теплопоглощающих экранов используют металлические заслонки и щиты, футерованные огнеупорным или теплоизоляционным кирпичом, асбестовые щиты на металлической раме, сетке или листе и другие теплоизоляционные конструкции.

Теплопоглощающие экраны можно применять в условиях интенсивных тепловых излучений, высоких температур, механических ударов и запыленной среды.

Теплоотводящие экраны. Теплоотводящие экраны представляют собой сварные или литые (с залитым змеевиком) конструкции, охлаждаемые протекающей внутри водой. Их можно футеровать с одной стороны. Временные экраны можно изготовлять в виде металлических щитов, орошаемых водой. Теплоотводящие экраны при достаточном охлаждении являются практически теплонепроницаемыми, но требуется их присоединение к сети водоснабжения, что не всегда возможно.

Полупрозрачные экраны

Теплоотводящие экраны. Их выполняют в виде металлических сеток, орошаемых водяной пленкой.

Теплопоглощающие экраны. К ним относятся металлические сетки с размером ячейки 3 … 3,5 мм, цепные завесы, армированное стальной сеткой стекло.

Сетки применяют при небольших интенсивностях облучения. Благодаря легкости и удобству пользования широко применяют сетчатые маски при горячих ремонтах печей и сетчатые щитки на завалочных машинах. Они также частично защищают лицо от брызг и мелких осколков.

Цепные завесы применяют в тех случаях, когда экран не должен препятствовать наблюдению и вводу через него инструмента, материалов. Эффективность завесы увеличивается при уменьшении толщины цепей. Для повышения эффективности можно применять орошение завесы водяной пленкой и устраивать двойные экраны.

Армированное стекло можно применять для экранирования тех поверхностей кабин и постов управления, которые должны пропускать видимый свет, но четкого различения объектов через них не требуется.

Прозрачные экраны

Материал прозрачного экрана должен обладать минимальным коэффициентом пропускания для ИФКИ и достаточным – для видимого излучения. В настоящее время для экранов используют стекло силикатное, кварцевое и органическое, бесцветное и окрашенное, вода в слое и дисперсном состоянии, тонкие металлические пленки, осажденные на стекле. Для металлов с высокой электропроводностью (золото, медь) достаточная отражательная способность достигается уже при толщине порядка 2 нм; при этой толщине пленка еще достаточно прозрачна и для видимого излучения. Тонкие металлические пленки осаждаются на стекле в вакууме из паровой фазы.

Коэффициент пропускания воды в различных участках спектра в значительной степени зависит от толщины слоя. Тонкие  водяные  пленки  пригодны для экранирования источников с температурой до 800ºС. При толщине слоя 15–20 мм вода эффективно защищает от теплового излучения источников с температурой до 1800ºС.

При взаимодействии воды с ИФКИ максимум ослабления теплового потока достигается при равенстве радиуса капелек воды и длины волны излучения.

Теплоотводящие экраны. Водяные завесы применяют для экранирования рабочих окон печей и т.п., если через экран необходимо вводить инструмент, заготовки и др. Устройства для создания водяной завесы изображены на
рис. 7.15. Боковые кромки завесы образуются вертикальными рейками. Для устойчивости завесы вода должна быть чистой, поверхность слива строго горизонтальной и гладкой.

Экраны в виде водяной пленки, стекающей по стеклу, более устойчивы по сравнению со свободными водяными завесами и имеют более высокий коэффициент эффективности.

Высокой эффективностью обладают также аквариальные экраны, представляющие собой коробку из двух стекол, заполненную проточной чистой водой с толщиной слоя 15…20 мм.

Вододисперсная завеса представляет собой плоскую воздушную струю со взвешенными в ней капельками воды.

Рис. 7.15. Устройства для создания водяной пленочной завесы

Теплопоглощающие экраны. Их изготовляют из различных стекол (силикатных, органических, кварцевых), бесцветных или окрашенных. Для повышения эффективности применяется двойное остекление с вентилируемой воздушной прослойкой. При естественной вентиляции для удобства очистки экрана от пыли одно стекло должно быть легко съемным. Целесообразнее, конечно, подавать в пространство между стеклами очищенный воздух.

Органическое стекло (плексиглас) благодаря механической прочности и легкости применяют для защиты лица от теплового излучения в наголовных щитках (которые защищают и от брызг, и от осколков.

Все теплозащитные стекла обладают спектральной селективностью, и поэтому их эффективность в большой степени зависит от спектрального состава излучения.

Возможно применение интерференционных фильтров, представляющих собой сложную систему нанесенных на прозрачную подложку (например, на стекло) диэлектрических слоев  с различными показателями преломления. Чередуя слои с различными характеристиками можно получить заданную спектральную характеристику системы с полосой пропускания в видимой части спектра и высокой отражательной способностью в инфракрасной области. Диэлектрические слои из ZnO, TiO₂, MgF₂ наносят на подложку методом вакуумного осаждения.

Экран может быть установлен не только снаружи источника излучения, но и внутри его – между излучающей средой и наружным ограждением, например, стенкой печи.

Защитное действие внутреннего экрана проявляется в снижении температуры наружной поверхности кладки печи, т.е. аналогично тепловой изоляции.

Разновидностью внутрипечного экрана является «светящаяся стена» Холдена. Экран изготовляется из специальной керамики с равномерной открытой пористостью. Через нее продувается газовоздушная смесь, сгорающая на поверхности стены в виде множества точечных игольчатых факелов. Газовоздушная смесь охлаждает керамику; при толщине стены 200 мм температура на расстоянии 50 мм от рабочей поверхности стены, нагретой до 980ºС, падает до 42…44ºС. Конструктивно внутренний экран является неотъемлемой частью печи и разрабатывается при проектировании последней.

В некоторых случаях на рабочих местах, предусматривают такие условия, при которых улучшается отдача тепла телом человека. Это осуществляется путем создания воздушных оазисов и воздушного душирования, с помощью которых непосредственно на рабочее место направляется воздушный  поток определенной температуры и скорости в зависимости от категории работы, сезона года и интенсивности ИФКИ.

Радиационное охлаждение. Выполняется в виде охлаждаемых экранов, установленных непосредственно в рабочей зоне. Это могут быть охлаждаемые стены, пол и потолок на изолированных рабочих местах, в кабинах и комнатах отдыха. При использовании радиационного охлаждения достигается перепад температуры по высоте не более 2ºС.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяют в целях  исключения или снижения воздействия лучистой энергии на организм человека (СИЗ предохраняют от острого локального поражения и лишь частично от общего перегревания). Существуют следующие классы СИЗ: изолирующие костюмы (для особых ремонтных работ), специальная одежда и обувь (для повседневного ношения), средства защиты головы, лица, глаз и рук (в местах с повышенной опасностью
или при наличии вредных для здоровья условий труда). Для создания спецодежды используют невоспламеняемые,  стойкие против лучистой энергии, мягкие и воздухопроницаемые материалы (сукно, брезент, специально обработанное синтетические волокно, ткани с металлическим покрытием). Спецодежда изготавливается согласно ГОСТ 12.4.176-89 ССБТ «Одежда специальная для защиты от теплового излучения», ГОСТ 12.4.045-87 ССБТ «Костюмы мужские для защиты от повышенных температур».

Специальная одежда по своим защитным свойствам подразделяется на четыре группы:

· от повышенных температур (Т);

· от теплового излучения (И);

· от искр, брызг расплавленного металла, окалины (Р);

· от открытого пламени (О).

Все средства индивидуальной защиты (пневмокостюмы, куртки, брюки, костюмы, фартуки, ботинки, полуботинки, рукавицы, каски, защитные щитки, защитные очки) классифицируются по этим группам.

Для защиты глаз от воздействия инфракрасного излучения промышленностью выпускаются стекла-светофильтры, применяемые в очках, щитках и других  устройствах. Для различных видов работ рекомендуются соответствующие защитные светофильтры из специального желто-зеленого или синего стекла. Предусматривается специальная кожаная или валяная обувь для защиты от повышенных температур.

В качестве организационных мероприятий используются защита временем, защита расстоянием, обеспечение рационального питьевого режима труда и гидропроцедур.

Защита расстоянием. Допустимое расстояние от рабочего места  до источника ИФКИ определяют расчетом и проверяют измерением интенсивности ИФКИ непосредственно на рабочем месте.

Защита временем применяется при высокой интенсивности инфракрасного облучения во избежание чрезмерного (опасного) общего перегревания и локального повреждения (ожога). С этой целью устраиваются перерывы, частота и длительность которых определяется интенсивностью инфракрасного облучения
(табл. 7.8). Для перерывов применяются специальные кабины радиационного охлаждения или комнаты отдыха, в которых обеспечивается заданный микроклимат.

Таблица 7.8

Продолжительность перерывов в зависимости от интенсивности ИФКИ

Особую группу мер, направленных на предупреждение перегревания человека, представляют рациональный питьевой  режим труда и гидропроцедуры. Для восстановления водного баланса в организме рабочих их снабжают газированной подсоленной водой.

Медико-профилактические и законодательные мероприятия. Для работы в нагревающей среде рекомендуется принимать не моложе 25 лет и не старше 40, обладающих тепловой устойчивостью не ниже средней, определяемой в соответствии с методическими рекомендациями «Способы определения тепловой устойчивости рабочих» (№ 10-11/114, 1988 г., Минздрав СССР). Рекомендуется ограничение стажа работы в зависимости от класса вредности нагревающего микроклимата. Желателен дополнительный отпуск, но не к основному, а второй в году
с использованием его для медицинской профилактики.

Контрольные вопросы к пункту 7.6

1. Какое действие оказывает инфракрасное излучение на организм человека и почему весь его диапазон разбивается на три области?

2. С учетом каких факторов определяется ПДУ ИФКИ?

3. На какой высоте от уровня пола проводится контроль интенсивности ИФКИ?

4. Какова допустимая величина интенсивности теплового облучения работающих от источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и др.)?

5. Какие материалы применяются для теплоизоляции оборудования?

6. Какие виды экранов (по принципу действия) для защиты от ИФКИ Вы знаете?

7. Какие виды СИЗ для защиты от ИФКИ используются?

7.7. Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) имеет диапазон длин  волн от 200 до 400 нм.  Искусственными источниками УФИ являются газоразрядные источники света, электрические дуги, лазеры, ртутные выпрямители и др. Тела начинают
генерировать УФИ при температуре  нагрева выше 1200°С, интенсивность растет с увеличением температуры. Воздух непрозрачен для УФИ с длиной волны
λ < 185 нм вследствие поглощения его кислородом.

7.7.1. Действие ультрафиолетового излучения  на организм человека

Ультрафиолетовое излучение, составляющее приблизительно 5% плотности потока солнечного излучения, – жизненно необходимый  фактор, оказывающий благотворное стимулирующее действие на организм.

Необходимая для нормального функционирования организма человека ультрафиолетовая (УФ) радиация в зависимости от высоты солнца и содержания озона в атмосфере  распределяется  весьма неравномерно по территории нашей страны. Специалистами по рассматриваются следующие широтные зоны:

1) зона УФ-дефицита, простирающаяся от Крайнего Севера до 57,5º с.ш.
(до Ярославля, Челябинска, Омска, Красноярска);

2) зона УФ-комфорта, расположенная южнее первой до 42,5º с.ш. (примерно  до широты Сухуми, Тбилиси, Фрунзе).

На Крайнем  Севере и в Заполярье недостаток УФ-радиации ощущается в течение 6–8 месяцев в году, в Санкт-Петербурге – 3, в Москве – 2, в Харькове и Саратове – 1 месяца. В летние месяцы  в средней полосе России УФ радиация находится в избытке, а в Средней Азии такое положение сохраняется в течение 5 месяцев года.

В связи с тем, что обыкновенные стекла зданий в незначительной степени пропускают физиологически активное УФ-излучение, а в городах их и без того мало доходит до поверхности в результате загрязнения воздуха пылью, дымом, выхлопными газами, у людей, которые в дневное время большей частью находятся в помещении, а по улицам ездят в машине, развивается солнечное голодание. То же самое наблюдается и при длительной работе на севере, в шахте или метро.

При солнечном голодании кожа становится бледной, холодной, вялой, так как хуже снабжается питательными веществами  и кислородом. В ней слабее циркулируют кровь и лимфа, из нее плохо выводятся продукты распада – шлаки, и начинается отравление организма отработанными веществами. Кроме того, капилляры  делаются более ломкими, в связи с чем увеличивается склонность к кровоизлияниям, к отекам, тяжелее протекают воспалительные процессы, что связано
с повышением проницаемости стенок сосудов. При недостатке ультрафиолетового облучения наблюдаются и изменения состояния нервной системы: снижается память, ухудшается сон, увеличивается возбудимость у одних и безучастность, заторможенность у других, снижается иммунитет.

При недостатке  УФ-облучения в организме возникает недостаток витамина Д, что приводит у взрослых и детей к нарушениям действия различных ферментов и гормонов. С этим связаны затруднения в усвоении пищевого кальция и фосфора,  которые продолжают выводиться из организма, а значит, наступает обеднение  тканей этими необходимыми веществами, что приводит к нарушению деятельности организма. При этом в любом возрасте начинают усиленно разрушаться зубы, увеличивается ломкость костей, а у больных легочныь туберкулезом учащаются вспышки  болезни, так как замедляется обызвествление туберкулезных очагов. Особенно опасно это явление в раннем возрасте, так как оно вызывает рахит
со всеми  его тяжелыми последствиями: ослаблением нервной системы, нарушениями развития костных тканей из-за нехватки кальция  в костях, что приводит к искривлениям ног, ребер, позвоночника, нарушениям осанки, слабости мышц, замедленного роста и другим  неблагоприятным симптомам, которые потом дают себя знать на протяжении всей жизни.

Ультрафиолетовое обучение может понижать чувствительность организма к некоторым вредным воздействиям вследствие  усиления окислительных процессов в организме и более быстрого  выведения вредных веществ из организма. Под воздействием УФИ оптимальной плотности наблюдали более интенсивное выведение марганца, ртути, свинца. Оптимальные дозы УФИ активизируют  деятельность сердца, обмен веществ, повышают активность ферментов дыхания, улучшают кроветворение.

Однако известно, что ультрафиолетовое излучение является физическим фактором, воздействие которого на биологические объекты может приводить как к положительным, так и к отрицательным последствиям в зависимости от спектрального состава излучения и от значения экспозиции поверхностной (или объемной) плотности энергии излучения.

Весь диапазон УФИ разделяют на следующие области:

· область А – λ = 400…315 нм;

· область В – λ = 315…280 нм;

· область С – λ = 280…200 нм.

УФИ области А отличается слабым  биологическим действием, вызывающим преимущественно флуоресценцию.

Основное биологическое действие оказывает УФИ области В. Это излучение вызывает основные изменения в коже (загарное и антирахитическое действие), крови, нервной системе, кровообращении и других органах.

УФИ области С отличается большим разрушительным  действием на клетку, так как обладает  бактерицидным действием, вызывают коагуляцию белков и т.д.

Наиболее уязвимы для УФИ глаза, причем страдает преимущественно роговица и слизистая  оболочка. Острые поражения глаз, так называемые электроофтальмии, представляют собой острый конъюнктивит, или кератоконъюнктивит. Заболевание проявляется ощущением постороннего тела  или песка  в глазах, светобоязнью, слезотечением. Нередко наблюдается эритема (покраснение) кожи лица и век. К хроническим заболеваниям относят хронический конъюнктивит, блефарит, катаракту, помутнение хрусталика. Роговица глаза наиболее чувствительная к излучению волны длиной 270...280 нм; наибольшее воздействие на хрусталик оказывает излучение в диапазоне 295…320 нм. Возможность поражающего действия УФИ на сетчатку невелика, однако не исключена.

Кожные поражения протекают в форме острых дерматитов с эритемой, иногда отеком и образованием пузырей. Могут возникнуть общетоксические явления с повышением температуры, ознобом, головными болями. На коже после интенсивного УФИ развиваются гиперпигментация и шелушение. Длительное воздействие УФИ приводит к «старению» кожи, атрофии эпидермиса, возможно развитие злокачественных новообразований. При повторном  воздействии УФИ имеет место кумуляция биологических эффектов.

В комбинации с химическими веществами УФИ приводит к фотосенсибилизации – повышенной чувствительности организма к свету с развитием фототоксических и фотоаллергических реакций. Фотоаллергия проявляется в виде экзематозных реакций, образования узелково-папулезной сыпи на коже и слизистых. Фотоаллергия может приводить к стойкому повышению чувствительности организма к УФИ даже в отсутствие фотосенсибилизатора. Канцерогенный эффект УФИ для кожи зависит от дозы регулярного УФ-облучения и некоторых  других сопутствующих  факторов (диеты, приема лекарственных препаратов, температуры кожи), малые дозы УФИ представляют собой относительно небольшую опасность.

Наряду с этим УФИ оказывает влияние на центральную нервную систему, вызывая головную боль, головокружение, повышение температуры, нервное возбуждение и др.

УФИ изменяет состав производственной  атмосферы:  образуется озон, оксид азота и пероксид водорода, ионизируется воздух.

7.7.2. Нормирование интенсивности  ультрафиолетового излучения

Основными нормативными документами являются:

· СН № 4557-88 «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях»;

· Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей № 5046-89;

· Р 3.1.683-98.  Руководство «Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха и поверхностей в помещениях»;

· МУ 2.3.975-00 «Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздушной среды помещений организаций пищевой промышленности, общественного питания и торговли продовольственными товарами». Методические указания.

В качестве нормативной величины УФИ в производственных помещениях согласно СН № 4557-88 устанавливаются допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волн при условии  защиты органов зрения и кожи.

Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих  при незащищенных участках поверхности кожи не более 0,2 м² (лицо, шея, кисти рук и др.) общей продолжительностью воздействия излучения свыше 50% рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должна превышать:

· для области А – 10 Вт/м²;

· для области В – 0,01 Вт/м²;

· излучение в области С при указанной продолжительности не допускается.

При использовании специальной одежды  и средств защиты лица и рук, не пропускающих излучение (спилка кожи, ткани с пленочным покрытием и т.п.), допустимая интенсивность облучения в областях В и С (200… 315 нм) не должны превышать 1 Вт/м².

7.7.3. Средства защиты от УФИ

Основными защитными мерами являются: экранирование источников излучения, экранирование рабочих мест, СИЗ, специальная окраска помещений и рациональное размещение рабочих мест.

Наиболее рациональными является экранирование (укрытие) источников излучения. В качестве экрана применяют различные материалы и светофильтры, не пропускающие  или снижающие интенсивность УФИ. Экранирование рабочих мест:  рабочие  места  ограждают  ширмами,  щитками  или устанавливают  кабины  высотой 1,8…2 м, а стенки  их не должны доходить до пола на 25..30 см для улучшения условий проветривания кабин.

В качестве средств индивидуальной защиты (СИЗ) применяют спецодежду (куртки, брюки), рукавицы, фартуки, щитки со светофильтрами или защитные очки. Одежда изготавливается из тканей, не пропускающих УФИ (лен, хлопчатобумажная, поплин). Защитные очки и щитки укомплектовываются светофильтрами в зависимости от выполняемой работы. Полную защиту  от УФИ всех областей  обеспечивает флинтглас (стекло, содержащее оксид свинца).

Для защиты кожи от УФИ применяют мази с содержанием  веществ, служащих светофильтрами (салол, салицилово-метиловый эфир и др.).

Стены и ширмы в цехах окрашивают в светлые тона (серый, желтый, голубой), применяя цинковые и титановые белила для поглощения УФИ.

Контрольные вопросы к пункту 7.7

1. Что является источниками ультрафиолетового излучения?

2. Какое действие оказывает УФИ области А (l = 390 … 315 нм)?

3. Какое действие оказывает УФИ области В (l = 315 … 280 нм)?

4. Какое действие оказывает УФИ области С (l = 280 … 200 нм)?

5. В чем проявляется биологическое действие ультрафиолетового излучения?

6. По какому параметру ведется нормирование УФИ?

7. Какие факторы учитываются при нормировании УФИ?

8. Какие меры используются для защиты от УФИ?

Библиографический список к главе 7

1. 1. СанПиН 2.2.4.1191-03. Электромагнитные поля в производственных условиях. Минздрав России, 2003.

2. 2. Гост 12.1.002-84 ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах.

Люди также интересуются этой лекцией: 2. Цели государственной политики в сфере регулирования транспорта.

3. 3. ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.

4. 4. СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона. Минздрав России, 1996.

5. 5. ГН 2.1.8/2.2.4.019-94. Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой связи. Гигиенические  нормативы. Минздрав России, 1994.

6. 6. Степанов А.Г., Сабарно Р.В. Техника безопасности при эксплуатации лазерных установок. – Киев: Техника, 1989. – 109 с.

7. 7. Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров. – М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1993. – 78 с.

8. 8. Безопасность труда на производстве. Защитные устройства: Справочное пособие/ Под ред. Б.М. Злобинского. – М.: Металлургия, 1971. – 456 с.