Источники излучений. В современном производстве распространены различные виды излучений: ультрафиолетовое, электромагнитное, инфракрасное и радиоактивное.
В практике животноводства и птицеводства широко применяют облучение животных в период стойлового содержания ультрафиолетовыми, а молодняка (ягнят, цыплят, телят, поросят) инфракрасными лучами. Используются излучения для пастеризации молока, для ускорения развития растений, для уменьшения восприимчивости к болезням и в других случаях.
Под влиянием умеренного ультрафиолетового облучения повышается естественная резистентность организма и продуктивность животных. Инфракрасные лучи в отличие от ультрафиолетовых не обладают заметным химическим действием; они поглощаются тканями, вследствие чего оказывают в основном тепловые воздействия. На этом основано применение инфракрасных лучей для обогрева молодняка в зимнее время. Поглощение инфракрасных лучей кожным покровом -- сложный биологический процесс, в котором участвует весь организм с его терморегуляторным аппаратом. Действие инфракрасных лучей вызывает переполнение кровеносных сосудов кровью (в результате нагрева кожи), что усиливает обмен веществ.
Инфракрасное излучение имеет место в горячих цехах, источниками ультрафиолетовых излучений является дуга электросварки, ртутно-кварцевые лампы и другие ультрафиолетовые и облучающие установки, солнце, лазеры.
Источники электромагнитных излучений -- линии электропередач, различные высокочастотные генераторы, радиоволны.
Для облучения семян, растений, пищевых продуктов, для оценки эффективности удобрений, роли микроэлементов, плодородия почвы, качества ремонта и износостойкости деталей, для исследования механизма воздействия регуляторов роста и обмена веществ у животных используют искусственные радиоактивные вещества.
При обработке материалов (пайка, резка, точечная сварка, сверление отверстий в сверхтвердых материалах, дефектоскопия и др.) применяют лазеры, являющиеся источниками лазерных излучений.
Все перечисленные излучения при превышении определенных значений вредны, поэтому необходимо предусматривать соответствующие меры безопасности.
Классификация средств защиты. По характеру применения различают средства коллективной и индивидуальной защиты работающих (ГОСТ 12.4.011--87).
Средства коллективной защиты в зависимости от назначения подразделяют на классы (для защиты от излучений): средства защиты от ионизирующих, инфракрасных, ультрафиолетовых, электромагнитных излучений и излучений оптических, квантовых генераторов, от магнитных и электромагнитных полей.
Из средств индивидуальной защиты представляют интерес изолирующие костюмы, средства защиты органов дыхания (типа масок), глаз, лица, рук, головы, специальная обувь и одежда.
ТЕМА: ЗАЩИТА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
1. Электромагнитные поля, и их источники на производстве. Методы защиты от электромагнитных полей.
2. Воздействие лазерных излучений на организм человека и защита от них.
3. Защита от инфракрасного излучения.
4. Ионизирующие излучения и их характеристика. Воздействие ионизирующих излучений на организм человека.
Электромагнитное поле - область распространения электромагнитных волн. Электромагнитное поле характеризуется частотой излучения f, Гц, или длиной волны л, м.
Электромагнитная волна распространяется в воздухе со скоростью света с = 300 000 км/с, и связь между длиной и частотой электромагнитной волны определяется зависимостью л= с/f.
К источникам ЭМП на производстве относятся:
· изделия, специально созданные для излучения электромагнитной энергии: радио- и телевизионные вещательные станции, радиолокационные установки, физиотерапевтические аппараты, системы радиосвязи, технологические установки в промышленности;
· устройства, не предназначенные для излучения электромагнитной энергии в пространство, но в которых при работе протекает электрический ток: системы передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные и распределительные подстанции) и приборы, потребляющие электроэнергию (электродвигатели, электроплиты, холодильники, телевизоры и т.п.).
Электростатические поля создаются в энергетических установках и при электротехнических процессах.
В зависимости от источников образования они могут существовать в виде собственно электростатического поля (поля неподвижных зарядов) или стационарного электрического поля (электрическое поле постоянного тока).
В промышленности ЭСП широко используются для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов.
Статическое электричество образуется при изготовлении, транспортировке и хранении диэлектрических материалов, в помещениях вычислительных центров, на участках множительной техники.
Электростатические заряды и создаваемые ими электростатические поля могут возникать при движении диэлектрических жидкостей и некоторых сыпучих материалов по трубопроводам.
Магнитные поля создаются электромагнитами, соленоидами, установками конденсаторного типа, литыми и металлокерамическими магнитами и другими устройствами.
В ЭМП различаются три зоны, которые формируются на различных расстояниях от источника ЭМИ.
Первая зона - зона индукции (ближняя зона) охватывает промежуток от источника излучения до расстояния, равного примерно л /2п = 1/6 л. В этой зоне электромагнитная волна еще не сформирована и поэтому электрическое и магнитное поля не взаимосвязаны и действуют независимо.
Вторая зона - зона интерференции (промежуточная зона) располагается на расстояниях примерно от л/2пдо 2п л. В этой зоне происходит формирование электромагнитной волны и на человека действует электрическое и магнитное поля, а также оказывается энергетическое воздействие.
Третья зона - волновая зона (дальняя зона) располагается на расстояниях свыше 2п л. В этой зоне электромагнитная волна сформирована, электрическое и магнитное поля взаимосвязаны. На человека в этой зоне воздействует энергия волны.
Методы защиты от электромагнитных полей.
Общими методами защиты от электромагнитных полей и излучений являются следующие:
· уменьшение мощности генерирования поля и излучения непосредственно в его источнике, в частности за счет применения поглотителей электромагнитной энергии;
· уменьшение времени пребывания в поле и под воздействием излучения;
· экранирование излучения;
· применение СИЗ.
Уменьшение мощности излучения обеспечивается правильным выбором генератора, в котором используют поглотители мощности, ослабляющие энергию излучения.
Поглотителем энергии являются специальные вставки из графита или материалов из графита или углеродистого состава, а также специальные диэлектрики.
Для сканирующих излучателей (вращающихся антенн) в секторе, в котором находится защищаемый объект - рабочее место, применяют способ блокирования излучения или снижение его мощности. Экранированию подлежат либо источники излучения, либо зоны нахождения человека. Экраны могут быть замкнутыми (полностью изолирующими излучающее устройство или защищаемый объект) или незамкнутыми, различной формы и размеров, выполненными из сплошных, перфорированных, сотовых или сетчатых материалов.
Отражающие экраны выполняют из хорошо проводящих материалов, например стали, меди, алюминия толщиной не менее 0,5 мм из конструктивных и прочностных соображений.
Кроме сплошных, перфорированных, сетчатых и сотовых экранов могут применяться: фольга, наклеиваемая на несущее основание; токопроводящие краски (для повышения проводимости красок в них добавляют порошки коллоидного серебра, графита, сажи, окислов металлов, меди, алюминия), которыми окрашивают экранирующие поверхности; экраны с металлизированной со стороны падающей электромагнитной волны поверхностью.
Поглощающие экраны выполняют из радиопоглощающих материалов. Естественных материалов с хорошей радиопоглощающей способностью нет, поэтому их выполняют с помощью конструктивных приемов и введением различных поглощающих добавок в основу. В качестве основы используют каучук, поролон, пенополистирол, пенопласт, керамико-металлические композиции и т.д. В качестве добавок применяют сажу, активированный уголь, порошок карбонильного железа и др. Все экраны обязательно должны заземляться для обеспечения стекания образующихся на них зарядов в землю.
Для увеличения поглощающей способности экрана их делают многослойными и большой толщины, иногда со стороны падающей волны выполняют конусообразные выступы.
Наиболее часто в технике защиты от электромагнитных полей применяют металлические сетки.
Они легки, прозрачны, поэтому обеспечивают возможность наблюдения за технологическим процессом и излучателем, пропускают воздух, обеспечивая охлаждение оборудования за счет естественной или искусственной вентиляции.к СИЗ, которые применяют для защиты от электромагнитных излучений, относят: радиозащитные костюмы, комбинезоны, фартуки, очки, маски и т.д. Данные СИЗ используют метод экранирования.
Радиозащитные костюмы, комбинезоны, фартуки в общем случае шьются из хлопчатобумажного материала, вытканного вместе с микропроводом, выполняющим роль сетчатого экрана. Шлем и бахилы костюма сделаны из такой же ткани, но в шлем спереди вшиты очки и специальная проволочная сетка для облегчения дыхания.
Эффективность костюма может достигать 25...30 дБ. Для защиты глаз применяют очки специальных марок с металлизированными стеклами. Поверхность стекол покрыта пленкой диоксида олова. В оправе вшита металлическая сетка, и она плотно прилегает к лицу для исключения проникновения излучения сбоку. Эффективность защитных очков оценивается в 25...35 дБ.
Так же как и для других видов физических полей, защита от постоянных электрических и магнитных полей использует методы защиты временем, расстоянием и экранированием.
Лазерное излучение – представляет собой электромагнитное излучение, генерируемое в диапазоне длин волн 0,2-1000мкм.
Лазер – оптический квантовый генератор.
Лазер – генератор электромагнитного излучения оптического диапазона основанный на использовании вынужденного излучения.
Степень воздействия лазерного излучения на организм человека зависит от его интенсивности и частоты повторения импульсов, продолжительности воздействия, а также от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов. Степень повреждения глаз может меняться от слабых ожогов до полной потери зрения.
Прямое воздействие лазерного излучения может привести к поражению глаз, кожи и других органов. Чувствительность роговицы и хрусталика глаз, а так же способность его оптической системы увеличивать плотность энергии видимого и инфракрасного диапазонов на глазном дне в 6*10 4 раза по отношению к роговице делают этот орган наиболее уязвимым.
Для выбора средств защиты следует учитывать класс степени опасности лазера:
· класс I (безопасные) - выходное излучение не представляет опасности для глаз и кожи;
· класс II (малоопасные) - выходное излучение представляет опасность для глаз прямым и зеркально отраженным излучением;
· класс III (опасные) - опасно для глаз прямое, зеркальное, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и для кожи прямое и зеркально отраженное облучение;
· класс IV (высокоопасные) - опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.
Наиболее эффективным методом защиты от лазерного излучения является экранирование. На открытых площадках обозначаются опасные зоны и устанавливаются экраны, предотвращающие распространение излучений за пределы зон.
Непрозрачные экраны изготовляются из металлических листов (стали, дюралюминия и др.), гетинакса, пластика, текстолита, пластмасс.
Прозрачные экраны из специальных стекол светофильтров или неорганического стекла со спектральной характеристикой, соответствующей длине волны излучения лазера.
Приведение лазера в рабочее состояние обычно блокируется с установкой защитного устройства.
Работы с лазерными установками проводятся в отдельных помещениях или специально отгороженных частях помещения. Коэффициент естественной освещенности в таких помещениях должен быть не менее 1,5%, а общее искусственное освещение не менее 150 лк. Само помещение изнутри, оборудование и другие предметы не должны иметь зеркально отражающих поверхностей, если на них может падать прямой или отраженный луч лазера. При эксплуатации импульсных лазеров с высокой энергией излучения должно применяться дистанционное управление.
Средства индивидуальной защиты применяются при недостаточности средств коллективной защиты. К СИЗ относятся: технологические халаты, перчатки (для защиты кожных покровов), специальные очки, маски, щитки (для защиты глаз). Халаты изготовляют из хлопчатобумажной ткани белого, светло-зеленого или голубого цвета. Очки снабжены оранжевыми, сине-зелеными и бесцветными стеклами специальных марок, обеспечивающими защиту от лазерного излучения определенных диапазонов длин волн.
Инфракрасное излучение – часть спектра ЭМИ с длинной волны от 780 км до 1000 мкм.
Излучение бывает:
· локальным;
· длинноволновое (повышается температура);
· коротковолновое (изменяется температура легких, мозга, почек), воздействует на мозговую ткань, вызывает солнечный удар.
Для защиты от теплового излучения применяются средства коллективной и индивидуальной защиты.
Основными методами коллективной защиты являются : теплоизоляция рабочих поверхностей источников излучения теплоты, экранирование источников или рабочих мест, воздушное душирование рабочих мест, мелкодисперсное распыление воды с созданием водяных завес, общеобменная вентиляция, кондиционирование.
Средства защиты от теплового излучения должны обеспечивать: тепловую облученность на рабочих местах не более 0,14 Вт/м 2 , температуру поверхности оборудования не более 35 °С при температуре внутри источника теплоты до 100 °С и 45 °С при температуре внутри источника теплоты более 100 °С.
Теплоизоляция горячих поверхностей (оборудования, сосудов, трубопроводов и т.д.) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает общее выделение теплоты, в том числе ее лучистую часть, излучаемую в инфракрасном диапазоне ЭМИ. Для теплоизоляции применяют материалы с низкой теплопроводностью.
Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий и комбинированной.
Мастичную изоляцию осуществляют путем нанесения на поверхность изолируемого объекта изоляционной мастики.
Оберточная изоляция изготовляется из волокнистых материалов - асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. и наиболее пригодна для трубопроводов и сосудов.
Засыпная изоляция (например, керамзит) в основном используется при прокладке трубопроводов в каналах и коробах.
Штучная изоляция выполняется формованными изделиями - кирпичом, матами, плитами и используется для упрощения изоляционных работ.
Комбинированная изоляция выполняется многослойной. Первый слой обычно выполняют из штучных изделий, последующие слои - из мастичных и оберточных материалов.
Теплозащитные экраны применяют для экранирования источников лучистой теплоты, защиты рабочего места и снижения температуры поверхностей предметов и оборудования, окружающих рабочее место.
Теплозащитные экраны поглощают и отражают лучистую энергию. Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. По конструктивному выполнению экраны подразделяются на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.Непрозрачные экраны выполняются в виде каркаса с закрепленным на нем теплопоглощающим материалом или нанесенным на него теплоотражающим покрытием. В качестве отражающих материалов используют алюминиевую фольгу, алюминий листовой, белую жесть; в качестве покрытий - алюминиевую краску. Для непрозрачных поглощающих экранов используется теплоизоляционный кирпич, асбестовые щиты.
Непрозрачные теплоотводящие экраны изготавливаются в виде полых стальных плит с циркулирующей по ним водой или водовоздушной смесью, что обеспечивает температуру на наружной поверхности экрана не более 30...35 °С.
Полупрозрачные экраны применяются в случаях, когда экран не должен препятствовать наблюдению за технологическим процессом и вводу через него инструмента и материала.
В качестве полупрозрачных теплопоглощающих экранов используют металлические сетки с размером ячейки З...3,5 мм, завесы в виде подвешенных цепей. Для экранирования кабин и пультов управления, в которые должен проникать свет используют стекло, армированное стальной сеткой. Полупрозрачные теплоотводящие экраны выполняют в виде металлических сеток, орошаемых водой, или в виде паровой завесы.
Прозрачные экраны изготовляют из бесцветных или окрашенных стекол - силикатных, кварцевых, органических. Обычно такими стеклами экранируют окна кабин и пультов управления. Теплоотводящие прозрачные экраны выполняют в виде двойного остекления с вентилируемой воздухом воздушной прослойкой, водяных и вододисперсных завес.
Воздушное душирование представляет собой подачу на рабочее место приточного прохладного воздуха в виде воздушной струи, создаваемой вентилятором. Могут применяться стационарные источники струи и передвижные в виде перемещаемых вентиляторов. Струя может подаваться сверху, снизу, сбоку и веером.
Средства индивидуальной защиты.
Применяется теплозащитная одежда из хлопчатобумажных, льняных тканей, грубодисперсного сукна. Для защиты от инфракрасного излучения высоких уровней используют отражающие ткани, на поверхности которых нанесен тонкий слой металла. Для работы в экстремальных условиях (тушение пожаров и др.) используются костюмы с повышенными теплозащитными свойствами.
Ионизирующим называется излучение, которое прямо или косвенно вызывает ионизацию среды. Ионизирующее излучение, как и электромагнитное, не воспринимается органами чувств человека, поэтому оно особенно опасно.
Естественными источниками ионизирующих излучений являются высокоэнергетические космические частицы, а также рассеянные в земной коре долгоживущие радиоизотопы - калий-40, уран-238, уран-235, торий-232 и др., являющиеся источниками альфа- и бета-частиц, гамма-квантов и т.д. Распад урана и тория сопровождается образованием радиоактивного газа радона, который из горных пород постоянно поступает в атмосферу и гидросферу и присутствует в небольших концентрациях повсеместно.
Искусственными источниками ионизирующих излучений являются радиоактивные выпадения от ядерных взрывов, выбросы атомных электростанций, заводов по переработке ядерного топлива, выбросы тепловыми электростанциями золы, содержащей естественные радиоактивные элементы - торий и радий.
Виды ионизирующих излучений и их характеристики
Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия (состоящих из двух положительных протонов и двух нейтральных нейтронов), испускаемых веществом при радиоактивном распаде или при ядерных реакциях. Их энергия не превышает нескольких МэВ.
Альфа-частицы обладают сравнительно большой массой, имеют низкую проникающую способность и высокую удельную ионизацию.
Бета-излучение - поток отрицательно заряженных электронов или положительно заряженных позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Энергия бета-частиц не превышает нескольких МэВ.
Ионизирующая способность бета-частиц ниже, а проникающая способность выше, чем альфа-частиц, так как они обладают значительно меньшей массой и при одинаковой с альфа-частицами энергии имеют меньший заряд.
Нейтроны (поток которых образует нейтронное излучение) преобразуют свою энергию в упругих и неупругих взаимодействиях с ядрами атомов; при неупругих взаимодействиях возникает вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и из гамма-квантов (гамма-излучение). При упругих взаимодействиях возможна обычная ионизация вещества. Проникающая способность нейтронов существенно зависит от их энергии и состава атомов вещества, с которым они взаимодействуют.
Гамма-излучение - электромагнитное (фотонное) излучение с очень короткой длиной волны (менее 0,1 нм), испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц.
Гамма-излучение обладает большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием.
Энергия его находится в пределах 0,01...3МэВ.Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей источник бета-излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов и т.п. и представляет совокупность тормозного и характеристического излучения, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ.
Как и гамма-излучение, рентгеновское излучение обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.
Воздействие ионизирующих излучений на организм человека.
В организме человека радиация вызывает цепочку обратимых и необратимых изменений. Пусковым механизмом воздействия являются процессы ионизации и возбуждения молекул и атомов в тканях. Важную роль в формировании биологических эффектов играют свободные радикалы Н + и ОН-, образующиеся в процессе радиолиза воды (в организме содержится до 70% воды). Обладая высокой химической активностью, они вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и других элементов биологической ткани, вовлекая в реакции сотни и тысячи молекул, не затронутых излучением, что приводит к нарушению биохимических процессов в организме.
Под воздействием радиации нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму (токсины). Нарушаются функции кроветворных органов (красного костного мозга), увеличивается проницаемость и хрупкость сосудов, происходит расстройство
желудочно-кишечного тракта, ослабевает иммунная система человека, происходит его истощение, перерождение нормальных клеток в злокачественные (раковые) и др.
Ионизирующее излучение вызывает поломку хромосом, после чего происходит соединение разорванных концов в новые сочетания. Это приводит к изменению генного аппарата человека. Стойкие изменения хромосом приводят к мутациям, которые отрицательно влияют на потомство.
Для защиты от ионизирующих излучений применяют следующие методы и средства :
· снижение активности (количества) радиоизотопа, с которым работает человек;
· увеличение расстояния от источника излучения;
· экранирование излучения с помощью экранов и биологических защит;
· применение средств индивидуальной защиты.
В инженерной практике для выбора типа и материала экрана, его толщины используют уже известные расчетно-экспериментальные данные по кратности ослабления излучений различных радионуклидов и энергий, представленные в виде таблиц или графических зависимостей. Выбор материала защитного экрана определяется видом и энергией излучения.
Для защиты от альфа-излучения достаточно 10 см слоя воздуха. При близком расположении от альфа-источника применяют экраны из органического стекла.
Для защиты от бета-излучения рекомендуется использовать материалы с малой атомной массой (алюминий, плексиглас, карболит). Для комплексной защиты от бета- и тормозного гамма-излучения применяют комбинированные двух- и многослойные экраны, у которых со стороны источника излучения устанавливают экран из материала с малой атомной массой, а за ним - с большой атомной массой (свинец, сталь и т.д.).
Для защиты от гамма- и рентгеновского излучения, обладающих очень высокой проникающей способностью, применяют материалы с большой атомной массой и плотностью (свинец, вольфрам и др.), а также сталь, железо, бетон, чугун, кирпич. Однако чем меньше атомная масса вещества экрана и чем меньше плотность защитного материала, тем для требуемой кратности ослабления требуется большая толщина экрана.
Для защиты от нейтронного излучения применяют водородо-содержащие вещества: воду, парафин, полиэтилен. Кроме того, нейтронное излучение хорошо поглощается бором, бериллием, кадмием, графитом. Поскольку нейтронные излучения сопровождаются гамма-излучениями, необходимо применять многослойные экраны из различных материалов: свинец-полиэтилен, сталь-вода и водные растворы гидроокисей тяжелых металлов.
Средства индивидуальной защиты. Для защиты человека от внутреннего облучения при попадании радиоизотопов внутрь организма с вдыхаемым воздухом применяют респираторы (для защиты от радиоактивной пыли), противогазы (для защиты от радиоактивных газов).
При работе с радиоактивными изотопами применяют халаты, комбинезоны, полукомбинезоны из неокрашенной хлопчатобумажной ткани, а также хлопчатобумажные шапочки. При опасности значи-тельного загрязнения помещения радиоактивными изотопами поверх хлопчатобумажной одежды надевают пленочную (нарукавники, брюки, фартук, халат, костюм), покрывающую все тело или места возможного наибольшего загрязнения. В качестве материалов для пленочной одежды применяют пластики, резину и другие материалы, которые легко очищаются от радиоактивных загрязнений. При использовании пленочной одежды в ее конструкции предусматривается принудительная подача воздуха под костюм и нарукавники.
При работе с радиоактивными изотопами высокой активности используют перчатки из просвинцованной резины.
При высоких уровнях радиоактивного загрязнения применяют пневмокостюмы из пластических материалов с принудительной подачей чистого воздуха под костюм. Для защиты глаз применяют очки закрытого типа со стеклами, содержащими фосфат вольфрама или свинец. При работе с альфа- и бета-препаратами для защиты лица и глаз используют защитные щитки из оргстекла.
На ноги надевают пленочные туфли или бахилы и чехлы, снимаемые при выходе из загрязненной зоны.
В современном производстве распространены различные виды излучений: ультрафиолетовое, электромагнитное, инфракрасное и радиоактивное. Инфракрасное излучение имеет место в горячих цехах, источниками ультрафиолетовых излучений является дуга электросварки, ртутно-кварцевые лампы и другие ультрафиолетовые и облучающие установки, солнце, лазеры. Источники электромагнитных излучений - линии электропередач, различные высокочастотные генераторы, радиоволны. При обработке материалов (пайка, резка, точечная сварка, сверление отверстий в сверхтвердых материалах, дефектоскопия и др.) применяют лазеры, являющиеся источниками лазерных излучений. Классификация средств защиты.
По характеру применения различают средства коллективной и индивидуальной защиты работающих.Средства коллективной защиты в зависимости от назначения подразделяют на классы: средства защиты от ионизирующих, инфракрасных, ультрафиолетовых, электромагнитных излучений и излучений оптических, квантовых генераторов, от магнитных и электромагнитных полей. Из средств индивидуальной защиты представляют интерес изолирующие костюмы, средства защиты органов дыхания (типа масок), глаз, лица, рук, головы, специальная обувь и одежда.2.
Ультрафиолетовое излучение при длительном воздействии больших доз УФИ могут наступить серьезные поражения глаз и кожи. В частности, это может привести к развитию рака кожи, кератитов (воспалений роговицы) и помутнению хрусталика глаз. максимальная облученность ограничивается 7,5 мэр-ч/м2, а максимальная суточная доза - 60 мэр-ч/м2 для УФИ с длиной волны больше 280 нм. 3. Инфракрасное излучение Влияние инфракрасного излучения на организм проявляется в основном тепловым действием. Группа А - излучение с длиной волны от 0,76 до 1,4 мкм, В - от 1,4 до 3,0 мкм и С - свыше 3,0 мкм. Инфракрасное излучение группы А больше проникает через кожу и обозначается как коротковолновое инфракрасное излучение, а группы В и С - как длинноволновые. 4.
Биологическое воздействие ионизирующего излучения проявляется в виде первичных физико-химических процессов, возникающих в молекулах живых клеток и окружающего их субстрата, и в виде нарушения функций целого организма как следствия первичных процессов. 5. Зашита от электромагнитных полей (излучений). Различают электромагнитное поле естественного(воздействию ЭМП Земли, солнца и других планет.) и антропогенного характера(линии электропередач (ЛЭП), открытые распределительные устройства, антенны теле и радиопередач, радиотехнические и электронные устройства,).
1) Средства и методы защиты от ЭМП (электромагнитное поле):
Организационные мероприятия: предотвращение попадания людей в зоны с высокой напряженностью ЭМП, создание санитарно-защитных зон вокруг антенных сооружений различного типа.
Инженерно-техническая защита: электрогерметизация элементов схем, блоков, узлов установки в целом с целью снижения или устранения электромагнитного излучения; защита рабочего места от облучения или удаление его на безопасное расстояние от источника излучения.
В качестве средств индивидуальной защиты рекомендуется специальная одежда, выполненная из металлизированной ткани, и защитные очки.
Лечебно-профилактические мероприятия: выявление нарушений в состоянии здоровья работающих. Для этой цели предусмотрены предварительные и периодические медицинские осмотры лиц, работающих в условиях воздействия СВЧ - 1 раз в 12 месяцев, УВЧ и ВЧ-диапазона - 1 раз в 24 месяца.
2) Средства и методы защиты от электрического поля частотой 50 гц:
Стационарные экранирующие устройства (козырьки, навесы, перегородки);
Переносные (передвижные) экранизирующие устройства (инвентарные навесы, палатки, перегородки, щиты, зонты, экраны и т.д.);
Индивидуальные средства защиты: защитный костюм-куртка и брюки, комбинезон, экранизирующий головной убор; специальная обувь с токопроводящей резиновой подошвой.
3) Средства и методы защиты от статического электричества:
заземление оборудования; для человека - антиэлектростатическая обувь с электропроводящей подошвой, спецодежда; для автомашин - антистатик.
4) Средства и методы защиты от лазерного излучения:
специальные очки, щитки, маски, снижающие облучение глаз до уровня предельно допустимого облучения. Работающим с лазерами необходимы предварительные и периодические (1 раз в год) медицинские осмотры терапевта, окулиста, невропатолога.
5) Средства и методы защиты от ультрафиолетового излучения:
В целях профилактики отравлений окислами азота и озоном соответствующие помещения должны быть оборудованы местной или общеобменной вентиляцией, а при сварочных работах в замкнутом пространстве необходимо подавать свежий воздух прямо под щиток или шлем.
Защитные меры включают средства отражения УФ-излучений, защитные экраны и средства индивидуальной защиты кожи и глаз.
Уровень мощности экспозиционной дозы рентгеновского излучения не должен превышать 7,74 1012 А/кг (ампер на килограмм), что соответствует эквивалентной дозе, равной 0,1 мбэр/ч (100 мкР/ч; 0,03 мкР/с).
Интенсивность инфракрасного (ИК) и видимого излучения от экрана видеомонитора не должна превышать 0,1 Вт/м2 в видимом (400-760 нм) диапазоне, 0,05 Вт/м2 в ближнем ИК-диапазоне (760-1050 нм), 4 Вт/м2 в дальнем (свыше 1050 нм) ИК-диапазоне.
Производственные излучения могут быть следующих видов: ионизирующие излучения, электромагнитные, лазерные, ультрафиолетовые. Ионизирующими излучениями называются любые излучения, прямо или косвенно вызывающие ионизацию среды (образование заряженных атомов или молекулионов).
Источники ионизирующих излучений широко применяются для дефектоскопии металлов, контроля качества сварных соединений, автоматического контроля технологических процессов, в сельском хозяйстве, геологической разведке, медицине, атомной энергетике и т.д.
Контакт с ионизирующими излучениями представляет серьезную опасность для человека. В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биологические процессы.
Предельно допустимые дозы (ПДЦ) внешнего и внутреннего облучения людей источниками ионизирующего излучения установлены Нормами радиационной безопасности и Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами.
Они регламентируют размещение учреждений, участков и установок; порядок получения, учета, хранения и перевозки источников излучения; правила работы с источниками излучения и с радио-активными веществами; устройство вентиляции, отопления, водоснабжения; требования к сбору, хранению, обезвреживанию отходов, дезактивации помещений и оборудования; меры индивидуальной защиты.
Большое значение при защите от внешнего облучения имеют: дистанци¬онное управление работой оборудования, увеличение расстояния между оператором и источником излучения, сокращение продолжительности рабо¬ты в поле излучения, экранирование источника излучения.
При работе с радиоактивными веществами большое значение имеют СИЗ (средства индивидуальной защиты): спецодежда и средства защиты органов дыхания, организация дозиметрического контроля, правила личной гигиены.
Электромагнитные излучения. Применение в народном хозяйстве систем, связанных с генерированием, передачей и использованием энергии электромагнитных колебаний сопровождается возникновением в окружающей среде электромагнитных полей. При превышении допустимых уровней воздействия электромагнитного поля на человека могут возникать профес¬сиональные и общие заболевания.
Степень воздействия электромагнитных излучений на организм человека зависит от диапазона частот, интенсивности воздействия, продолжительности облучения, размеров облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма.
Длительное действие электромагнитного поля (ЭМП) низкой частоты вызывает функциональное нарушение центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, некоторые изменения в составе крови.
Биологическое действие ЭМП более высоких частот связано, в основном, с их тепловым и аритмическим эффектом. Облучение ЭМП большой интенсивности может привести к разрушительным изменениям в тканях и органах. Длительное воздействие ЭМП небольшой интенсивности приводит к нервным и сердечно-сосудистым расстройствам.
Разработаны Гигиенические нормы для персонала, систематически находящегося в зоне ЭМП, а также средства и способы защиты персонала: использование поглотителей мощности, экранирование рабочих мест, удаление рабочих мест от источника электромагнитного излучения, рациональное размещение оборудования, излучающего электромагнитную энергию; установление рациональных режимов работы оборудования и персонала; применение предупреждающей сигнализации; применение средств индивиду¬альной защиты.
Ультрафиолетовые излучения (УФРГ). Естественным источником УФИ является Солнце. Искусственные источники УФИ это: газоразрядные источники света, электрические дуги, лазеры и др.
Воздействие УФИ на человека оценивается эритемным действием, то есть покраснением кожи, в дальнейшем (как правило, спустя 48 часов) приводящим к пигментации кожи (загару). УФИ необходимы для нормальной жизнедеятельности человека. В то же время длительное воздействие больших доз УФИ может привести к серьезным поражениям глаз и кожи. Длительное воздействие больших доз УФИ может привести к развитию рака кожи.
Для защиты от избытка УФИ применяют специальные экраны, спецодежду, защитные очки. При сооружении помещений учитывается различная отражающая способность УФИ различных отделочных материалов.
См. также
1. Виды излучений, применяемые в сельскохозяйственном
производстве.
2. Ионизирующие излучения.
3 Электромагнитное радиоизлучение.
4. Инфракрасное излучение.
5. Световое излучение.
7. Лазерное излучение.
1. Виды излучений, применяемые в сельскохозяйственном производстве.
Переход сельскохозяйственного производства на промышленную основу связан с широким применением в технологических процессах различных видов излучений и электромагнитных полей высокой и сверхвысокой частоты.
Инфракрасное излучение используется для обогрева, ультрафиолетовое излучение - для облучения животных и бактерицидной обработки помещений Электромагнитные поля возникают при использовании электротермических установок индукционного и диэлектрического нагрева, лазерное излучение -при работе оптических квантовых генераторов (лазеров). Ионизирующие излучения используются в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми, стерилизации пищевых продуктов, в диагностических и исследовательских целях.
Все эти излучения могут оказывать вредное воздействие на здоровье человека, поэтому необходимо нормирование и защита от их воздействия на жизненно важные органы и системы человека.
К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа, бета -нейтроны) и коротковолновые электромагнитные излучения (гамма- и рентгеновское), способные при взаимодействии с веществом вызывать ионизацию атомов.
Все ионизирующие излучения характеризуются проникающей и ионизирующей способностью:
а - имеют наибольшую ионизирующую и наименьшую проникающую способность.
(} - имеют меньшую ионизирующую, но более высокую проникающую способность.
у - имеют наименьшую ионизирующую, но наибольшую проникающую способность.
Рентгеновское (Х-) излучение имеет ту же природу, что и у - излучение, но отличается большей длиной волны и, соответственно, меньшей ионизирующей способностью.
Воздействие ионизирующих излучений на биологические ткани ведет к разрушению межмолекулярных связей, изменению их структуры и гибели организмов. У человека наиболее уязвимыми являются органы кроветворения и железы внутренней секреции.
Для оценки радиации используется понятие активности, а также экспозиционной, поглощенной, эквивалентной и эффективной дозы.
1. Активность радиации - число распадов атомных ядер в единицу времени. Единица активности - Беккерель (Бк).
1 Беккерель (Бк) = 1 распад/с Внесистемной единицей является Кюри(Ки):
1 Ки = 3,7 ■ 10 ю Бк (в 1с 3,7 10 10 распадов).
2. Экспозиционная доза характеризует ионизирующую способность излучения в воздухе, т.е. радиационный фон.
Единицей экспозиционной дозы является кулон/кг (Кл/кг), внесистемная единица - рентген (Р). Используются производные единицы- мР и мкР. Под уровнем радиации понимается экспозиционная доза, отнесенная ко времени (Р/ч). На земной поверхности уровень радиации, образованный природным фоном находится в пределах 3-25 мкР/ч.
3. Поглощенная доза - энергия излучения, поглощенная 1 кг массы облучаемого объекта. Единица поглощенной дозы- Грей.
Бтк = Е/т = Дж/кг = 1 Грей (система СИ). В практических измерениях используется также внесистемная единица - радиан (рад).
В связи с тем, что одинаковая поглощенная доза различных видов излучений оказывает разное биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозы.
4. Эквивалентная доза используется для оценки радиационной опасности хронического облучения. Единица эквивалентной дозы - Зиверт. Используется также внесистемная единица - БЭР (биологический эквивалент рада).
1 Зв = 100БЭР
Эквивалентная доза определяется умножением поглощенной дозы Отк на коэффициент тяжести ^ц данного вида излучения.
Н Т к = Отк " ^к (Дж/кг - Зиверт) ^к колеблется от 20 (для а - излучения, потоков тяжелых ядер и осколков деления) до 10 (быстрые нейтроны и протоны) и 1 (фотоны, (3-, и рентгеновское излучения).
Облучение может быть внешним - когда источник излучения находится снаружи и внутренним - при попадании радионуклидов внутрь организма через легкие, ЖКТ и кожу.
5. Эффективная доза - полученная за определенное время поступления радионуклидов в организм. Она позволяет оценить риск отдаленных последствий облучения отдельных органов и тканей с учетом их различной радиочувствительности.
Е = I ^т Нт т где: взвешивающий коэффициент для ткани Т,
Нтт - эквивалентная доза для ткани Т за время т Единица измерения эквивалентной дозы также Зиверт. Значения ^т колеблются от 0,2 (костный мозг) до 0,12 (легкие, желудок) и 0,05 (печень, поджелудочная железа).
Получение дозы 0,2-0,3 Зв вызывает появление в организме обратимых изменений (в частности, в формуле крови), 0,8-1,2 Зв - начальные признаки лучевой болезни (тошнота, рвота, головокружение, тахикардия), 2,7-3,0 Зв - развивается острая лучевая болезнь, 7,0 Зв и более даже при однократном облучении приводит к летальному исходу.
При работе с радиоактивными материалами следует учитывать, что биологическое действие излучения сопровождается эффектом кумуляции (накопления). Радиоактивное облучение способно вызывать в отдаленных последствиях лейкозы, злокачественные новообразования и раннее старение.
Гигиеническая регламентация ионизирующего излучения проводится в соответствии с нормами радиационной безопасности НРБ-99 (СП-2.6.1.758-99 -санитарные правила). Для персонала радиационно-опасных объектов годовая эквивалентная доза не должна превышать 20 мЗв, для населения - 1 мЗв
Основными средствами защиты от ионизирующих излучений являются стационарные и передвижные защитные экраны, контейнеры и защитные сейфы, предназначенные для хранения и транспортировки радиоактивных источников II ОТХОДОВ.
3. Электромагнитное радиоизлучение
Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 10 21 Гц. В зависимости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область ионизирующих и неионизирующих излучений. Характер и степень воздействия на организм человека электромагнитных излучений зависят от интенсивности, времени воздействия и длины волны. Биологическая активность электромагнитного излучения (ЭМИ) возрастает с уменьшением длины волны.
Радиоволны НЧ - диапазон - км ______
ВЧ - десятки, сотни м ________________________
УВ Ч-м ____________________________________
СВЧ - дм, см, мм _______
Неионизирующие ЭМИ ИК - 0,7 - 1000 мкм _____
Свет - 0,4 - 0,7 мкм______
__________________ УФ-0,1-0,4 мкм _____ ~
Ионизирующие ЭМИ X - 0,001 - 0,01 мкм _____
У - менее 0,0 01 мкм (менее 1_нм)
ЭМИ радиочастотного диапазона большой интенсивности вызывает тепловой эффект. Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракта) - особенно при воздействии волн в диапазоне 300 МГц - 300 ГТц
При длительном воздействии ЭМИ с другими значениями длин волн возникают различные функциональные расстройства, связанные со сдвигами эн-докринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появляться головные боли, повышенное или пониженное артериальное давление, уре-жение пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно - психические расстройства, быстрая утомляемость, возможны также трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей. На ранней стадии изменения носит обратимый характер, но при продолжающемся воздействии ЭМИ приобретают стойкий характер. В пределах радиоволнового диапазона наибольшую биологическую активность имеет СВЧ - излучение.
В основе гигиенического нормирования ЭМИ положен принцип действующей дозы, учитывающей энергетическую нагрузку на человека.
При гигиеническом нормировании воздействия ЭМИ у источников различают 2 зоны воздействия:
Ближнюю (зону индукции), которая реализуется на расстоянии г < Х./6, в которой ЭМ поле еще не сформировалось.
Дальнюю г > 6% (ЭМ поле сформировалось)
В ближней зоне обе составляющие ЭМ поля - электрическая и магнитная в диапазоне 300 МГц - 300 ГГЦ - оцениваются поверхностной плотностью потока энергии (11ПЭ - Вт/.м 2). В этой зоне должны находится рабочие места но обслуживанию источников СВЧ - излучений.
В дальней зоне предельно допустимую плотность потока энергии в диапазоне часто! 300 МГц - 300 ГГЦ на рабочих местах устанавливают исходя из допустимого значения нагрузки на организм человека и времени его пребывания в зоне облучения. Она не должна превышать!0 Вт/м". Предельную плотность потока энергии определяют по формуле:
где. \У к: - нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на человека, Вт ч/м"; 2 - 20 Вт ч/м 2)
"Г - время пребывания в зоне облучения, ч
Основные способы защиты от ЭМИ:
1. Защита временем - ограничение времени пребывания персонала в
зоне облучения.
Т = \У Ы /ППЭ
2. Защита расстоянием - мощность излучения снижается пропорционально квадрату расстояния от источника
3. Уменьшение мощности излучения - выбор рационального режима излучателя
4. Экранирование источников излучения, для чего используются металлические экраны и токопроводящие покрытия
5. Экранирование рабочих мест - применяется при невозможности эффективной защиты другими способами.
4. Инфракрасное излучение
У инфракрасного (ИК) излучения наиболее интенсивное биологическое воздействие оказывает коротковолновая область. Оно обладает наибольшей энергией фотона, способно глубоко проникать в ткани организма. При этом наблюдается нагрев и интенсивное поглощение излучения водой, содержащейся в тканях. Наиболее поражаемые ИК-излучением органы у человека - кожный покров и органы зрения. Возможны ожоги и усиление пигментации кожи (эри-темия - покраснение). К острым поражениям органов зрения относятся ожог конъюктивы, возможна катаракта. ИК-излучение воздействует также на обменные процессы в миокарде, водно-электролитический баланс в организме, состояние верхних дыхательных путей (ларингит, ринит), возможен и мутагенный эффект.
Нормирования ИК-излучения включает соблюдение гигиенических нормативов облучения, применение теплозащитных экранов и индивидуальной защиты - теплозащитных костюмов, масок, очков. При обслуживании ИК-установок, применяемых в животноводстве для местного обогрева (молодняка скота) типа ОИ-1, ОТ-1, ИКУФ-1, необходимо применение защитных очков.
5. Световое излучение.
Световое излучение - диапазон электромагнитных колебаний длиной 380-700 нм. Излучения видимого диапазона при высоких уровнях может представлять опасность для кожных покровов и органов зрения.
Широкополосное световое излучение больших энергий характеризуется световым импульсом, действие которого на организм приводит к ожогам открытых участков тела, временному ослеплению или ожогам сетчатки глаз. Минимальная ожоговая доза для светового излучения составляет 3-8 Дж/см 2 .с, за время мигательного рефлекса - 0,15 с. Сетчатка может быть повреждена при длительном воздействии света умеренной интенсивности, в особенности при воздействии голубой части спектра 400-550 нм, оказывающей на сетчатку глаза специфическое фотохимическое воздействие.
6. Ультрафиолетовое излучение.
Ультрафиолетовое излучение имеет волновой диапазон 100-380 нм, который по биологическому действию разделяют на 3 области:
УФА.... 315-380 нм - оказывает слабое биологическое действие
УФВ.... 280-315 нм - оказывает сильное биологическое действие, вызывает загар и синтез витамина Б.
УФС.... 100-280 нм - вызывает деструкцию тканевых белков и липидов, обладает бактерицидным действием.
УФ облучение усиливает окислительные процессы в организме и способствует более активному выведению тяжелых металлов и других токсикантов. Оптимальные дозы УФ активируют деятельности сердца, обмен веществ, повышают активность ферментов, улучшают кроветворение.
УФ облучение от облучателей типа ЭО-1-30, ОБН-150, УГД-3 может вызывать ожоги открытых участков кожи, а также острые поражения глаз - электроофтальмию. Роговица глаз наиболее чувствительна к УФС, наибольшее воздействие на хрусталик оказывает излучение в диапазоне 295-320 нм.
УФ облучение приводит к старению кожи, возможно развитие злокачественных новообразований. При этом отмечается кумуляция биологических эффектов. В комбинации с химическими веществами УФ приводят к сенсибилизации - повышении чувствительности организма к свету с развитием фотоаллергических реакций.
Гигиеническое нормирование УФ-излучения осуществляется по СН 4557-88, которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волны при условии защиты органов зрения и кожи.
Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при незащищенных участках кожи не более 0,2 м (лицо, руки). Общая продолжительность воздействия 50% рабочей смены не должно превышать 10 Вт/ м 2 для облучения УФА и 0,01 Вт/ м 2 для облучения УФВ. Излучение в области УФС не допускается.
При использовании спецодежды и средств защиты лица и рук не пропускающих излучение (кожа, ткани с пленочным покрытием) допустимая интенсивность облучения в области УВФ + УФС (200-315 нм) не должна превышать 1 Вт/м 2 .
7. Лазерное излучение.
Лазерное излучение - электромагнитные волны в диапазоне 0,01-1000 мкм (от рентгеновского до радиодиапазона). Отличие лазерного от других видов излучение заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности. При оценке биологического действия различается прямое, отраженное и рассеянное излучение. Эффекты воздействия определяются взаимодействием лазерного излучения с тканями (тепловой, фотохимический и ударно-акустический эффекты). Эффект воздействия зависит от длины волны излучения, длительности импульса, частоты следования импульсов, площади облучаемого участка. Лазерное излучение с длиной волны 380-1400 нм представляет наибольшую опасность для сетчатки глаза, повреждение кожи может быть вызвано излучением с длиной волны в диапазоне 180-100000 нм.
При нормировании лазерного излучения устанавливают предельно допустимые уровни для двух условий облучения - однократного и хронического для 3-х диапазонов волн: 180-380 нм, 380 - 1400 нм и 1400 - 100000 нм. Нормируемым параметром, является энергетическая экспозиция Н и облученность Е. Нормируется также энергия и мощность Р излучения. Предельно допустимые уровни лазерного излучения различаются от длины волны, длительности одиночного импульса, частоты импульсов. Установлены различные ПДУ при воздействии на кожу и глаза.
В зависимости от выходной мощности и ПДУ при однократном воздействии генерируемого излучения по степени опасности лазеры разделяют на 4 класса:
1. полностью безопасные лазеры;
2. опасные для кожи и глаз только коллимированным (заключенным в ограниченном телесном угле) пучком;
3. опасные не только коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающих поверхностей (для глаз), на кожу это не действует;
4. опасные диффузно отраженным излучением для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.