Инфракрасное излучение

ИК – излучение поток материальных частиц, обладающих волновыми и квантовыми свойствами. Они представляют собой периодические ЭМ колебания и в тоже время являются потоком квантовых фотонов.

ИК охватывают область спектра с длинной волны 760 нм – 540 мкм. Энергия кванта лежит в пределах 0,0125-1,25 эв.

Подавляющее большинство производственных процессов на пищевых предприятиях сопровождаются выделением инфракрасного (теплового) излучения (не менее 60% всей теряемой теплоты распространяется в окружающуюся среду путем – излучения). При этом оборудование, материалы следовательно человек тоже будет подвергаться ИК излучению.

С увеличением температуры излучающей поверхности длина волны уменьшается. Спектр теплового излучения - сплошной.

Эффект теплового действия ИК лучей на человека зависит от длинны волны, которая обуславливает глубину их проникновения. В связи с этим ИК излучение подразделяется на 3 области: А, В и С.

А – излучения с длинной волны 0,76 – 1,4 мкм, обладает большой проницаемостью через кожу, наиболее активно, при интенсивном облучении возможно образование катаракты, быстрая утомляемость, понижение внимания, усиленное потоотделение, при длительном облучении –тепловой удар (коротковолновое ИК излучение);

В – 1,4 - 3мкм, не проникают глубоко в ткани, поглощаются в эпидермисе кожи, но могут вызвать ожог кожи и глаз (длинноволновое излучение);

С – >3 мкм, длинноволновое излучение.

ИК влияют на функциональное состояние центральной нервной системы, сердечно-сосудистую систему, вызывают катаракту. Интенсивное воздействие коротковолнового ИК-излучения могут вызвать солнечный удар, тяжелое поражение мозговых оболочек и тканей до менингита и энцефалита. При перегревах наблюдается повышенная восприимчивость к простудным заболеваниям.

Интенсивность излучения измеряют актинометрами, спектрометрами.

Для защиты от ИКИ применяют:

- теплоизоляцию горячих поверхностей (самое эффективное средство);

теплоизоляция может быть мастичной – нанесение штукатурного раствора мастики на горячую поверхность, оберточной – из волокнистых материалов типа асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока, может применяться на конструкциях не сложной конфигурации, засыпной – используется в основном при прокладке трубопроводов в коробах и каналах, где требуется большая толщина изоляционного слоя, штучной - штучными формовочными изданиями, скорлупами, применяют для облегчения работ, смешенной – из нескольких слоев (в первом – штучные изделия наружный из мастики)

- охлаждение теплоизлучающей поверхности;

- экранирование источника излучения;

по способности экрана - теплоотражающие, теплопоглощающие, теплоотводящие экраны;

- по степени прозрачности - непрозрачные (металлические водоохлаждаемые, асбестовые…), полупрозрачные (металлическая сетка, стекло армированное металлической сеткой…), прозрачные (стекла, пленочные водяные завесы);

- воздушное душирование – воздушная струя, направленная на рабочее место (на грудь человека горизонтально или под угол 45 градусов);

- организация рационального режима труда и отдыха (частые короткие перерывы, рациональное питье).

Ультрафиолетовое излучение

УФ излучение - электромагнитное излучение в оптической области с длиной волны l 200… 400 нм.

Интенсивное УФ излучение наблюдается при электросварке, работе плазменных установок, некоторых типов газоразрядных ламп и ртутно-кварцевых горелок. Естественный источник УФИ – Солнце.

УФ излучение обладает выраженным биологическим действием.

С одной стороны, УФ излучение является жизненно необходимым фактором, недостаток которого приводит к авитаминозу Д, ослаблению защитных реакций организма, обострению хронических заболеваний, расстройствам нервной системы. Недостаток УФ облучения наблюдается у людей, работающих без естественного освещения (в шахтах, рудниках, безоконных зданиях). Под воздействием УФ облучения более интенсивно выводятся некоторые яды, повышается сопротивляемость организма.

С другой стороны, повышенное УФ облучение может вызывать местные и общие неблагоприятные реакции. УФ облучение глаз приводит к электрофтальми (развивается через 10-12ч после облучения острое поражение слизистой оболочки глаз со светоболезнью, слезотечением, ощущением песка в глазах). Чрезмерное общее УФ облучение вызывает кожные поражения в виде острых дерматитов с эритемой, иногда отеком, вплоть до образования пузырей (солнечный ожог).

По биологическому эффекту выделяют следующие области УФА:

- А с длиной волны 400-280 нм -слабое биологическое действие;

- В с длиной волны 315-280 нм -выраженное загарное и антирахитическим действием;

- С с длиной волны 280-200 нм - активно действует на тканевые белки и липиды, обладая выраженным бактерицидным действием.

Оценка УФ излучения проводится по эритемной дозе (эритема – покраснение кожи). Единицей эритемной дозы является 1 Эр; равный 1 Вт мощности УФ излучения на волне 297 нм.

В зависимости от степени УФ дефицита и контингента населения рекомендуются дозы 0,125…0,75 эритемной дозы, т.е. 10-60 (мэр ч / м² ) в сутки.

Допустимая интенсивность УФ при незащищенных участках поверхности кожи не более 0,2 м ² (лицо шея кисти рук…) общей продолжительностью воздействия излучения 50% рабочей смены и длительностью однократного облучения свыше 5 мин и более не должен превышать 10 Вт/м ² для области УФА и 0,01 Вт/м ² – для области УФВ. Излучения в области УФС при указанной продолжительности не допускается.

При использовании спецодежды и средств защиты лица и рук, не пропускающих излучение, допустимая интенсивность облучения в области УФВ и УФС (200-315 нм) не должна быть выше 1 ВТ/м ².

Для защиты от УФИ применяют:

- противосолнечные экраны, которые могут быть химическими (химические вещества и покровные кремы, содержащие ингредиенты, поглощающие УФИ) и физические (различные преграды, отражающие, поглощающие или рассеивающие лучи);

- спецодежда, изготовленная из тканей, наименее пропускающих УФИ (поплин);

- очки с защитными стеклами (полную защиту обеспечивает флинтглас - стекло, содержащее окись свинца - толщиной 2 мм.

Лазерное излучение.

Лазером называется генератор ЭМИ оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного излучения.

Принципы действия лазеров основан на свойстве атома излучать фотоны при переходе из возбужденного состояния в основное (с меньшей энергией).

Область применения – обработка материалов (пайка, точечная сварка, сверление отверстий в металлах в кристаллах…), дефектоскопия материалов, строительство, радиоэлектронная промышленность.

По характеру генерации лазеры разделяют на импульсные (длительность излучения 0,25 с) и лазеры непрерывного действия (0,25 с и более)

Основные энергетические параметры: энергия излучения Е; энергия импульсов Еи; мощность излучения Р; плотность энергии (мощности) излучения Wе(Wр).

Излучения характеризуются также длительностью импульса t, частотой повторения импульсов f, длительностью воздействия излучения t, длинной волны l.

Особенность лазерного излучения – его острая направленность, позволяющая на малой площади получать большие значения плотности энергии.

Лазерное излучение является ЭМИ, генерируемым в диапазоне длин волн 0,2-1000 мкм, который, с точки зрения биологического действия, может быть разбит на ряд областей спектров:

0,2-0,4 мкм – ультрафиолетовая область;

0,4-0,7 мкм - видимая;

0,75-1,4 мкм – ближняя ИК;

более 1,4 мкм - дальняя ИК.

В настоящее время чаще всего применяют лазеры с длинами волн: 0,34; 049-0,51; 0,53; 0,694; 1,06 и 10,6 мкм.

При эксплуатации лазерных установок обслуживающий персонал может подвергаться воздействию прямого, рассеянного и отраженного излучения:

- из-за большой интенсивности прямого ЛИ и малой расходимости луча достигается высокая плотность излучения (10¹¹ -10¹⁴Вт/см²) в то время как для испарения самых твердых материалов достаточно 10⁹ Вт/см².

- отраженное излучение опасно так же как и прямое. Кроме того, луч лазера, многократно зеркально или диффузно отраженный от различных поверхностей, может появиться в любом месте.

При эксплуатации лазерных установок наблюдаются сопутствующие опасные и вредные факторы: световое излучение от импульсных ламп накачки; ИИ; шум и вибрация; ЭМП; ИК-излучения; тепловыделения и т.д.

Воздействие ЛИ на организм человека имеет сложный характер. Биологический эффект воздействия зависит от энергетической экспозиции (отношение энергии излучения, падающей на рассматриваемый участок, к площади того участка, на длительность облучения).

Биологические эффекты делятся на первичные и вторичные. В первом случае происходят органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых тканях. Во втором – побочные явления, образующиеся в организме вследствие облучения.

Различают следующие виды воздействия:

- термическое: ожоги (от покраснения до обугливания), при энергии свыше 100 Дж образуется кратерообразный участок некроза из-за разрушения и испарения биоткани, особенность – резкая ограниченность пораженной области;

- повреждение внутренних органов: отеки, кровоизлияния, свертывание и распад крови.

- повреждение глаз: возникает от прямого и отраженного луча, зависит от длины волны, зависит от длины волны;

- вторичное: в результате процессов, возникающих в результате избирательного поглощения тканями электромагнитной энергии, а также электрическими и фотоэлектрическими эффектами, люди, постоянно работающие с лазерами жалуются на повышенную общую утомляемость, головные боли, повышенную возбудимость, нарушения сна…

Обеспечение лазерной безопасности проводится техническими, санитарно-гигиеническими и организационными мероприятиями.

ПДУ устанавливаются по энергетической экспозиции (отношения энергии излучения, падающей на рассматриваемый участок поверхности к площади этого участка).

ПДУ нормируется отдельно для роговицы, сетчатки глаз и кожи, устанавливается в зависимости от длины волны, длительности импульса, частоты его повторения, углового размера луча, фоновой освещенности лица работающего.

ПДУ для многоимпульсного и непрерывного ЛИ с l = 0,308 мкм при облучении глаз и кожи в течение рабочего дня Н_пду=10^-4 Дж/см².

Отдельные нормы устанавливаются для вторичных эффектов.

В зависимости от выходной энергии и ПДУ при однократном воздействии генерируемого излучения по степени опасности лазеры делятся на 4 класса.

- I полностью безопасные лазеры;

- II выходное излучение представляет опасность при облучении кожи или глаз человека коллимированным пучком (заключенным в ограниченный телесный угол), их диффузное отражение безопасно для глаз и кожи

- III опасно при облучении глаз коллимированным и диффузным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности их диффузное отражение безопасно для кожи;

- IV диффузно отраженное излучение опасно для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Средства защиты:

- экраны и ограждения рабочей зоны (для лазеров лазеры II, III класса) – из огнестойких материалов, с наименьшим коэффициентом отражения, не выделяющие токсичные вещества при воздействии лазера;

- блокировка двери для лазеров IV класса – они должны быть в отдельном помещении и иметь дистанционное управление;

- СИЗ: противолазерные очки (в зависимости от длины волны стекла оранжевого, сине-зеленого цвета или бесцветные), одежда из бязевой ткани светло-зеленого или светло-голубого цвета.

- на дверях помещений, где имеются лазеры II, III, IV классов должна быть маркировка знаком лазерной безопасности внутри помещения стены, потолки должны иметь матовую поверхность, не должно быть предметов (за исключением специальной аппаратуры) с зеркальной поверхностью;

- Размещение оборудования свободное.

Вопросы самоконтроля:

1. Особенности воздействия ЭМП на человека.

2. Средства индивидуальной защиты человека от различных излучений.

Литература:

1.Экология и безопасность жизнедеятельности / Под общ. ред. Л.А. Муравья. – М.: ЮНИТИ, 2000г.

2.Алексеев С.В. Усенко В.Р. Гигиена труда. – М.: Медицина, 1998г.

3.Гигиена труда при воздействии электромагнитных полей/Под ред. Ковшило В.Е.- М.:Медицина, 1983.