Электромагнитное излучение оптического диапазона

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Электромагнитные поля и излучения оптического диапазона
Неионизирующие электромагнитные поля и излучения

К излучениям оптического диапазона относятся:

– излучения видимой области спектра (человек имеет к ним наибольшую чувствительность);

– ультрафиолетовые (УФ) излучения;

– излучения инфракрасного (ИК) спектра;

– лазерные излучения (ЛИ).

Излучения видимой области спектра. Видимое (световое) излучение — это электромагнитные колебания с длиной волны 0,78—0,4 мкм.

Источником видимого светового излучения, широко распространенным на железнодорожном транспорте, является электродуговая сварка, применяемая при ремонте подвижного состава. Она дает световой поток большой энергии с присутствием УФ спектра излучения.

При высоких уровнях энергии это излучение может представлять опасность для глаз и кожи. Световой импульс большой энергии приводит к временному ослеплению или ожогам сетчатки глаз. Пульсации яркого света ухудшают зрение, вызывают сужение полей зрения, снижают работоспособность, оказывают негативное влияние на центральную нервную систему. При остром повреждении кожи световым импульсом большой энергии наблюдаются ожоги открытых участков тела, резкое расширение капилляров, усиление пигментации кожи.

Защита от действий видимого светового излучения. К средствам защиты от действия видимого светового излучения относятся в первую очередь индивидуальные средства: защитные очки, щитки, шлемы, защитная одежда (комбинезоны, халаты и т.д.).

Электромагнитные излучения инфракрасного диапазона (ЭМИ ИК). Тепловое, или инфракрасное, излучение представляет собой часть электромагнитных излучений с длиной волны от 0,780 до 1000 мкм, энергия которых при поглощении веществом вызывает тепловой эффект. В производственных помещениях гигиеническое значение имеет более узкий диапазон от 0,78 до 70 мкм.

Источниками ИК-излучений являются нагретые до высокой температуры плавильные печи, расплавленный металл, газосветные лампы, ртутные выпрямители и другое производственное оборудование.

Воздействие на человека. Тепловое излучение поглощается тканями человеческого тела, вызывая их нагревание. Интенсивное и длительное тепловое облучение может привести к ожогам, перегреву тела, нарушению деятельности сердечнососудистой и нервной систем, заболеванию глаз. К острым нарушениям органа зрения относится ожог и помутнение роговицы и хрусталика.

Наиболее биологически активно коротковолновое ИК-излучение. Оно способно глубоко проникать в ткани организма, интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях, приводить к ожогам и перегреву тела.

Кроме органов зрения, наиболее поражаемым у человека является кожный покров. При остром повреждении кожи возможны ожоги, резкое расширение капилляров, усиление пигментации кожи, при хроническом облучении изменение пигментации может быть стойким, может появиться красный цвет лица у рабочих (стеклодувов, сталеваров и др.).

Излучение ИК-диапазона может приводить к нарушению обменных процессов, особенно к изменениям в сердечной мышце с развитием атеросклероза.

Защита от воздействия ИК-излучения. При интенсивности теплового излучения свыше нормативной предусматриваются технические меры защиты — теплоизоляция, экранирование (теплоотражающие и теплопоглощающие экраны), воздушное душирование, вентиляция; организационные меры защиты — применение защитной одежды, установление специальных режимов труда и отдыха.

Ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовое излучение (УФИ) — это спектр ЭМИ с длиной волны от 0,2 до 0,4 мкм.

Источники УФИ могут быть естественного и искусственного (техногенного) происхождения. Источником естественного происхождения является одна из составляющих потока солнечного излучения. Источниками искусственного происхождения являются лампы дневного света, электросварочные дуги, автогенное пламя, плазмотроны, ртутно-кварцевые горелки. Все это оборудование широко используют на объектах железнодорожного транспорта.

Воздействие ультрафиолетового излучения на работника. УФИ естественного происхождения — жизненно необходимый фактор, оказывающий благотворное, стимулирующее действие на организм. При длительном недостатке солнечного света возникают нарушения физиологического равновесия организма, развивается «световое голодание» (ослабляются защитные иммунобиологические реакции организма, обостряются хронические заболевания, появляются функциональные расстройства нервной системы).

УФИ техногенного происхождения оказывает на организм человека, как правило, негативное воздействие. УФИ обладают способностью развивать в организме не свойственные для него фотохимические реакции, вызывать люминесценцию (свечение), изменять газовый состав воздуха производственных помещений (ионизировать воздух). В воздухе образуются озон и оксиды азота. Эти газы обладают значительной биологической активностью, высокой токсичностью и могут оказывать вредное воздействие на организм человека, особенно в плохо проветриваемых помещениях.

Наиболее подвержены действию УФИ органы зрения и кожа. Острые поражения глаз проявляются ощущением постороннего тела или песка в глазах, светобоязнью, слезоточением. Роговица и хрусталик глаза, повреждаясь, теряют прозрачность. При повреждении сетчатки происходит необратимое нарушение зрения, так как клетки сетчатки не восстанавливаются.

Кожные поражения протекают в виде острых воспалительных процессов, иногда с отеками и образованием пузырей. Хронические (постоянные) изменения кожных покровов могут вызвать развитие злокачественных новообразований. Кожные поражения могут сопровождаться повышением температуры, ознобом, головными болями.

В то же время малые дозы УФИ оказывают благоприятное стимулирующее действие на организм. Повышаются тонус, активность ферментов и уровень иммунитета, увеличивается секреция ряда гормонов. Нормализуется артериальное давление, снижается уровень холестерина в крови, нормализуются все виды обмена и как следствие увеличивается работоспособность. УФИ обладает выраженным бактерицидным (обеззараживающим) действием.

Защита от УФИ. Мерами защиты от повышенной инсоляции (облучения УФ лучами) являются защитные экраны различных типов.

Они представляют собой разнообразные преграды, загораживающие, рассеивающие или отводящие излучения.

Читайте также:  Почему из влагалища слизистые выделения

Средствами индивидуальной защиты глаз и кожи являются специальные очки со стеклами, содержащими оксид свинца, но даже обычные стекла пропускают не все УФИ. При электросварочных работах обязательно применение светозащитных щитков. Для защиты кожи служит специальная одежда, которая изготавливается из поплина и имеет длинные рукава и капюшон, а также защитные кремы.

Средством защиты служит регламентированное время нахождения человека в зоне действия УФ излучения (экспозиция).

Для профилактики отравлений оксидами азота и озоном, сопутствующих УФИ, помещения должны быть оборудованы местной или общеобменной вентиляцией, а при производстве сварочных работ в замкнутых объемах подают свежий воздух непосредственно под щиток или шлем работника.

Лазерное излучение. Лазерное излучение (ЛИ) представляет собой особый вид ЭМИ оптического диапазона с длиной волны 0,1— 1000 мкм. Отличие лазерного излучения от других видов ЭМИ заключается в том, что источник изучения испускает электромагнитные волны строго в одной фазе, одной длины волны и с острой направленностью луча.

Основным источником ЛИ является лазер (оптический квантовый генератор).

На объектах железнодорожного транспорта внедряются лазерные установки для высокоточной механической обработки поверхностей из тугоплавких материалов и материалов высокой твердости, для их сверления, точной сварки. В электронных платах приборов автоматики и устройствах СЦБ с помощью лазеров прошивают высокоточные отверстия диаметром в сотые доли толщины человеческого волоса.

В медицине с помощью лазеров проводят операции на глазах, сосудах, нервных волокнах.

Воздействие ЛИ на организм человека. Лазерное излучение действует избирательно на различные органы. Негативный эффект воздействия ЛИ на ткани организма усиливается при неоднократных воздействиях и при комбинациях с другими негативными производственными факторами.

Результатом локального (местного) воздействия могут быть ожоги разной степени тяжести (от легкого покраснения до поверхностного обугливания), особенно на пигментированных участках (родимые пятна, места с сильным загаром).

ЛИ способно проникать через ткани тела на значительную глубину. При фокусировке луча внутри организма возможно поражение внутренних органов даже на значительном удалении от поверхности тела.

При непрерывном режиме воздействия ЛИ преобладают в основном тепловые эффекты, следствием которых являются свертывания белка, а при больших мощностях — испарение биоткани.

Наиболее чувствительным к ЛИ органом является глаз. Расстройства могут быть от небольших нарушений до полной потери зрения. Роговица и хрусталик повреждаются и теряют прозрачность. Нагрев хрусталика приводит к образованию катаракты (помутнения). При повреждении сетчатки происходит необратимое нарушение зрения.

Общее воздействие ЛИ может привести к функциональным нарушениям нервной, сердечнососудистой систем, желез внутренней секреции, артериального давления, увеличению утомляемости, снижению работоспособности. Опасность представляет не только прямое, но и отраженное и рассеянное ЛИ.

При работе лазерных установок появляются сопутствующие негативные факторы (высокое напряжение, шум, аэрозоли и химические вещества в зоне действия луча). На фоне постоянного шума от лазерной установки возникают еще и звуковые импульсы с высоким уровнем интенсивности. Например, при обработке поверхности детали они возникают тогда, когда световая энергия переходит в механическую.

Защита от лазерного излучения. В целях исключения облучения работающих с лазерами применяется ограждение зоны действия ЛИ либо экранирование пучка излучения. Лазеры, представляющие повышенную опасность, размещаются в изолированных помещениях и снабжаются дистанционным управлением.

К индивидуальным средствам защиты при работе с лазерами относятся специальные очки, щитки, маски, обеспечивающие снижение облучения глаз до безопасного уровня. Работающие с лазерами подлежат предварительным и периодическим (один раз в год) медицинским осмотрам с участием терапевта, невропатолога, окулиста.

Гигиеническое нормирование лазерного излучения регламентировано «Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров» СанПиН 5804-91. В этом документе установлены различные ПДУ для глаз (роговицы и сетчатки) и кожи.

Часть электромагнитного спектра с длинами волн от 10 до 340000 нм называют оптической областью спектра. Эта область делится на диапазоны:

инфракрасное излучение с длинами волн от 340000 до 770 нм (1 нанометр равен 10 -9 м ); видимое излучение с длинами волн от 770 до 380 нм; ультрафиолетовое излучение с длинами волн от 380 до 10 нм.

Инфракрасное излучение оказывает на организм человека в основном тепловое действие. Эффект инфракрасного излучения зависит от следующих факторов:

– длины волны излучения (чем меньше длина волны, тем большая проникающая способность тепловых лучей); интенсивности потока излучения (чем интенсивность больше, тем больше нагрев тела человека); площади облучения (чем меньше площадь облучения, тем меньше тепловой эффект); длительности облучения (чем больше время действия теплового облучения, тем больше тепловой эффект); прерывистости действия инфракрасного излучения (паузы во время действия инфракрасного излучения дают возможность остыть организму человека); угла падения тепловых лучей (чем ближе угол падения лучей к прямому углу, тем большая часть лучей поглощается телом человека).

Наибольшей проникающей способностью обладает излучение видимого спектра и коротковолновая часть инфракрасного излучения с длинами волн до 1,5 мкм, которое глубоко проникает в тело человека и мало задерживается поверхностью кожи. Лучи с длинами волн свыше 3 мкм могут вызвать ожоги кожи, т.к. они задерживаются поверхностью кожи.

Читайте также:  Как лечить простатита у мужчин массаж

Теплообмен в производственных помещениях совершается излучением и конвекцией, источниками которых являются нагретые тела. В процессе теплообмена различают две стадии:

1) между источниками тепла и окружающими телами (эта стадия в горячих цехах отличается высокой интенсивностью лучистого обмена и сравнительно малой интенсивностью конвективного);

2) между нагретыми облучением телами и окружающим воздухом (на этой стадии преобладает конвективный теплообмен).

Рассмотренный теплообмен и определяет нагревающий микроклимат в горячих цехах, что приводит к необходимости предусматривать мероприятия по снижению его воздействия.

Инфракрасное излучение оказывает неблагоприятное влияние на работающих, поэтому действующими стандартами предусмотрено их нормирование. Особенно это влияние отрицательно на предприятиях чёрной металлургии, т.к. микроклимат в горячих цехах преимущественно радиационный, и чем выше температура источника, тем выше доля тепла, отдаваемого источником в атмосферу цеха. При необходимости можно рассчитать интенсивность инфракрасного излучения от нагретой поверхности или через отверстие в печи по известным зависимостям [4] и сравнить с допустимой величиной. Требования к средствам защиты от инфракрасных излучений приведены в ГОСТ 12.4.123-83 «Средства коллективной защиты от инфракрасных излучений. Общие технические требования».

Мероприятия по уменьшению тепловых воздействий выделяются в следующие группы:

– организационные меры; планировочные меры; уменьшение тепловыделений непосредственно в источнике теплоты; защита рабочих мест от тепловых излучений; средства индивидуальной защиты.

К организационным мероприятиям относятся:

обеспечение кратковременности горячих операций, рассредоточение их в пространстве и времени; организация кратковременных перерывов в работе; проведение внутрисменного отдыха в благоприятных условиях в специальных беседках, комнатах отдыха с установками искусственного климата; организация рационального питьевого режима (вода охлаждённая, подсоленная, газированная, белково-витаминные смеси, квас и др.).

Планировочные мероприятия включают следующие меры:

– горячие цехи строят в местах, в которых среднегодовая скорость воздуха не менее 1 м/с (для обеспечения проветривания помещений); продольная ось горячего цеха (здания) должна составлять угол 60 – 90° с преобладающим направлением ветра (с направлением розы ветров); пристройки к наружным боковым стенам здания (цеха) не допускаются для того, чтобы не перекрывать приточные окна для естественной вентиляции.

Для уменьшения тепловыделений непосредственно в источнике теплоты применяют следующие основные мероприятия:

– тепловая изоляция нагретых поверхностей оборудования. Для этого используют неорганические (пеношамот, слюда, вермикулит, минеральная вата, керамзит, огнеупорные кирпичи и др.) и органические (древесноволокнистые плиты, войлок, термоизоляционный картон, поролон, пенопласт и др.) материалы;

– экранирование корпусов печей посредством установки теплоотводящих, теплоотражающих и теплопоглощающих экранов. Теплоотводящие экраны имеют полую конструкцию, по которой циркулирует охладитель. Теплоотражающие экраны выполняют из материалов, имеющих хорошую отражательную способность (алюминий, белая жесть, алюминиевая фольга и др.). Теплопоглощающие экраны изготавливают из материалов, имеющих большое тепловое сопротивление (огнеупорные материалы, вермикулит и др.). По конструкции защитные экраны подразделяются: на однослойные, многослойные, прозрачные, полупрозрачные, непрозрачные, с воздушной или водяной прослойкой. Прозрачные экраны – стёкла с покрытиями из металла, водяные завесы, полупрозрачные – сетка и цепи, сухие или орошаемые водой;

– герметизация печей для уменьшения утечек разогретых газов (этим одновременно достигается уменьшение загазованности воздуха в рабочей зоне); охлаждение печей – водяное или испарительное.

Меры по защите рабочих мест:

– приточная местная механическая вентиляция в виде воздушного душирования; кондиционирование воздуха и даже применение установок искусственного климата (например, установок типа ЛИОТ для постов управления); экранирование рабочих мест с помощью экранов отражения, поглощения, теплоотвода и прозрачных экранов.

Наряду со средствами коллективной защиты в горячих цехах применяют средства индивидуальной защиты:

– защитная специальная одежда с высоким тепловым сопротивлением (войлочная, отражающая, металлизированная и др.);

– специальная обувь с теплоизоляцией из войлока;

– различные предохранительные устройства (защитные очки, щитки, каски, шлемы, подшлемники, рукавицы, перчатки и др.).

Ультрафиолетовое излучение. В условиях современного производства широко применяются источники излучения, энергия которых в ультрафиолетовой части спектра значительно отличается от солнечного как по спектру, так и по интенсивности. Это излучения электрических дуг при самых различных сварочных процессах, в электрометаллургии, при плазменных процессах. Широко используется излучение, генерируемое люминесцентными источниками (ртутно-кварцевыми, металлогалогенными, ксеноновыми и другими типами ламп), выпускаемыми светотехнической промышленностью, в спектре которых представлено излучение в диапазоне длин волн от 200 до 400 нм.

Большие интенсивности ультрафиолетовых излучений могут быть причиной профессиональных поражений органов зрения, кожных покровов и других повреждающих эффектов, обусловленных фотохимическим действием излучения. Измерения уровня ультрафиолетовых излучений производятся методами и приборами энергетической фотометрии (радиометрами, спектрорадиометрами). Применение приборов, позволяющих оценивать поток энергии в эффективных единицах, в производственных условиях ограничено. Значения эффективных величин в настоящее время не имеет достаточного научного и практического обоснования, что ограничивает их широкое применение и включение этих величин в государственные стандарты.

Для производственных источников ультрафиолетовых излучений разработаны нормативы допустимого облучения для лиц, работающих в защитной специальной одежде с площадью открытых участков кожи до 0,2 м2 при обязательной защите глаз в соответствии с ГОСТ 12.4 080-79 «Светофильтры стеклянные для защиты глаз от вредных излучений на производстве». Однако отсутствует нормирование допустимых значений энергетической экспозиции, не решены вопросы нормирования излучения для профессий с прерывистым характером воздействия фактора, с различной продолжительностью облучения в течение рабочего дня и т. п.

Читайте также:  Лопаются капилляры в горле

Лазерное излучение. Уникальные свойства лазерного излучения обусловливают широкое применение лазерных установок в промышленности. Лазер – это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании стимулированного излучения. С помощью лучей лазера измеряют точные размеры, сверлят, шлифуют, паяют, режут, варят и т.д.

Действие лазера на организм зависит от мощности и энергии излучения, длины волны, площади облучаемой поверхности, времени экспозиции и др. Могут возникнуть следующие вредные и опасные факторы: прямое и отражённое лазерное излучение; повышенная напряженность электрического поля; повышенная запылённость и загазованность воздуха рабочей зоны, повышенный уровень ультрафиолетовой радиации, яркости света, шума, ионизирующих излучений, инфракрасных излучений и др. На работающих (персонал) воздействует, как правило, отражённое рассеянное излучение. Оно приводит к термическому и механическим эффектам. При длительном действии лазерное излучение вызывает нарушение функций сердечно-сосудистой, нервной и кровеносных систем. У персонала, обслуживающие лазеры, могут развиваться профессиональные ожоги кожи, поражения роговицы и сетчатки глаза.

Допустимые уровни лазерного излучения регламентированы ДНАОП 0.03-3.09 ”Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров №5804-91”, которые устанавливают нормы действия на роговицу, сетчатку и кожу.

Лазеры по степени опасности генерируемого ими излучения подразделяются на четыре класса:

1. Лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи.

2. Лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отражённым излучением.

3. Лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отражённым, а также диффузно отражённым излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и при облучении кожи прямым и зеркально отражённым излучением.

4. Лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи диффузно отражённым излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.

Мероприятия по обеспечению лазерной безопасности осуществляются в соответствии с ДНАОП 0.03-3.09 “Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров №5804-91” и ГОСТ 12.1.040-83 “Лазерная безопасность. Общие положения”. Данные нормативные документы включают в себя организационные, инженерно-технические, планировочные, санитарно-гигиенические и другие мероприятия и требования, обеспечивающие уменьшение плотности мощности или энергии на рабочих местах до нормативных значений.

Лазеры 2 – 4 классов до начала эксплуатации должны быть приняты комиссией с составлением акта приемки. Действующие лазерные установки следует размещать в отдельных специально выделенных помещениях или отгороженных частях помещений. Лазеры 4 класса должны размещаться только в отдельных помещениях. Само помещение, установки и предметы не должны иметь зеркальных поверхностей, отражающих лазерное излучение. Коэффициент отражения всех поверхностей не должен быть больше 0,4.

Безопасность работы на лазерных установках обеспечивается следующими мероприятиями:

– применением лазерных установок закрытого типа; дистанционное управление установками 4 класса; экранирование пучка излучения с помощью огнестойкого светопоглощающего материала; применение местной вытяжной вентиляции лазерной установки; ограждения, исключающие выход луча за пределы установки; применение дистанционного управления, блокировок, заземлителей, сигнализации; применение индивидуальных средств защиты (защитные очки, халаты, перчатки, щитки и маски).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Оптическое излучение – это электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 100 нм до 1 мм. Оно подразделяется на ультрафиолетовое (100-400 нм), видимое (400-700 нм) и инфракрасное (700 нм – 1 мм).

  • 1. Ультрафиолетовый диапазон (УФ; ultraviolet, UV) – 100-400 нм, подразделяется на следующие поддиапазоны:
  • – вакуумный УФ (100-200 нм) – ВУФ
  • – дальний УФ (200-300 нм) – ДУФ
  • – ближний УФ (300-400 нм) – БУФ

Чаще используют другую классификацию, основанную на диапазонах биологической эффективности УФ излучения:

  • – УФА (UVA; 320-390 нм) – ближний ультрафиолет, относительно безопасен;
  • – УФВ (UVB; 280-320 нм) – вызывает фотобиологические процессы в коже: загар, эритему, рак;
  • – УФС (UVC; 200-280 нм) – сильно повреждает различные биомолекулы, клетки, биоткани.
  • 2. Видимый диапазон (ВС; Vis) – 400-700 нм принято делить на ряд поддипазонов или цветов: фиолетовый, синий, зеленый, желтый, оранжевый и красный.
  • 3. Инфракрасный диапазон (ИК; IR) – 700-10000 нм. Из этого диапазона выделяется ближнее инфракрасное излучение (БИК; NIR, near infrared) в диапазоне 700-1000 нм, примыкающем к видимому диапазону.

Спектр оптического излучения представлен на рис.1.1, а характерные длины волн и соответствующие энергии – в таблице 1..1

Рис. 1.1 Спектр оптического излучения

Длины волн и типичные энергии квантов оптического излучения. Для сравнения приведены стандартные значения энергий разных ковалентных связей

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *