Способы и средства защиты от воздействия ЭМП
Обеспечение защиты работающих от неблагоприятного влияния ЭМП осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических и лечебно-профилактических мероприятий.
Организационные мероприятия включают в себя выбор рационального режима работы оборудования, размещения рабочих мест, диаграммы направленности излучения, защиту расстоянием, временем и т.п.
Защита расстоянием основана на уменьшении значения ППЭ по мере удаления от источника излучения. При равномерном распространении ЭМИ в пространстве и отсутствии затухания ППЭ = Р/4πr2 , где Р – излучаемая мощность, r – расстояние до источника.
Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания работающего в зоне действия ЭМП. При этом ПДУ ЭМП радиочастотного диапазона должны, как правило, определяться, исходя из предположения, что воздействие имеет место в течение всего рабочего дня. Применение повышенных значений ПДУ за счёт сокращения продолжительности воздействия допускается в тех случаях, когда все другие меры защиты от воздействия ЭМП исчерпаны или не дали необходимого результата. При этом требуется обязательное согласование с органами госсанэпиднадзора, а допустимое время работы следует вносить в инструкции по технике безопасности и технологическую документацию.
К техническим способам и средствам защиты относятся экранирование источника излучения или рабочего места, уменьшение мощности излучения, распространяющегося от источника излучения, применение сигнализации, средств индивидуальной защиты от воздействия ЭМП.
Наиболее эффективным и часто применяемым способом защиты от ЭМП является экранирование источника или рабочего места. Формы, размеры и материалы отражающих и поглощающих экранов выбираются с учётом условий применения, параметров ЭМП и определяют степень его ослабления. Материалы экранов характеризуются удельной проводимостью, глубиной проникновения поля и коэффициентом затухания. Глубиной проникновения в среду называют расстояние, при прохождении которого ЭМП ослабевает в е » 2,67 раз. С увеличением частоты ЭМП глубина проникновения уменьшается. Поэтому в радиочастотном диапазоне расчётная толщина отражающего экрана, обеспечивающего необходимое ослабление поля, обычно мала и выбирается из конструктивных соображений или особенностей источника (металлизированные покрытия защитных фильтров ПЭВМ). В качестве материалов экранов чаще применяют сталь, медь, латунь, алюминий в виде листов толщиной 0,5…2 мм или сетки с ячейками в несколько мм. В соответствии с этим различают сплошные и сетчатые экраны. Сетчатые экраны позволяют осуществлять наблюдение экранированных установок, обеспечивать вентиляцию и освещение экранированного рабочего пространства. Однако они ослабляют ЭМП в меньшей степени, чем сплошные экраны. Эффективность экранирования зависит от соотношения размеров ячейки сетки и длины волны ЭМП. Все экраны должны быть надёжно заземлены. Соединения между элементами экрана должны обеспечивать гарантированный электрический контакт.
Уменьшение мощности излучения, распространяющегося от источника, обеспечивается применением поглощающих материалов, согласованных нагрузок, аттенюаторов. При поглощении энергия ЭМП превращается в тепловую. В качестве поглощающих материалов используют каучук с графитовым наполнителем, ферромагнитные порошки со связывающими диэлектриками и т.п. На их основе реализуют поглощающие экраны. Аттенюаторы предназначены для регулируемого ослабления интенсивности ЭМП, распространяющегося от источника.
Устройство сигнализации предупреждает работающих об опасных уровнях излучения и имеет в качестве основного элемента датчик ЭМП.
Средства индивидуальной защиты следует использовать в случаях, когда снижение уровней ЭМП с помощью средств коллективной защиты технически невозможно или неэффективно. Применяют защитную одежду из материи, содержащей в своей структуре микропровод, экранирующие каски и очки на основе металлической сетки или проводящего покрытия.
Лечебно-профилактические мероприятия проводятся для предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работников, связанных с воздействием ЭМП. Эти лица должны проходить предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры. Если уровни ЭМП не превышают ПДУ для населения, медицинские осмотры не проводятся. Лица с выявленными клиническими нарушениями берутся под наблюдение с проведением оздоровительных гигиенических и терапевтических мероприятий. Лица, не достигшие 18 лет, и беременные женщины допускаются к работе с источниками ЭМП лишь в случаях, если параметры излучений не превосходят значений, нормируемых для населения.
Лазерное излучение
Лазерное излучение является электромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн l = 180…105 нм. Лазерные установки получили широкое распространение.
Лазерное излучение характеризуется монохроматичностью (излучения практически одной частоты), высокой когерентностью (сохранением фазы колебаний), чрезвычайно малой энергетической расходимостью луча и высокой концентрацией энергии излучения в луче.
Биологические эффекты воздействия лазерного излучения на организм определяются механизмами взаимодействия излучения с тканями и зависят от длины волны излучения, длительности импульса (воздействия), частоты следования импульсов, площади облучаемого участка, а также от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов. Различают тепловые, энергетические, фотохимические и механические (ударно-акустические) эффекты воздействия, а также прямое и отражённое (зеркальное и диффузное) излучения. Для глаз, кожи и внутренних тканей организма наибольшую опасность представляет энергонасыщенное прямое и зеркально отражённое излучения. Кроме того, наблюдаются негативные функциональные сдвиги в работе нервной и сердечно-сосудистой систем, эндокринных желез, изменяется артериальное давление, увеличивается утомляемость.
Лазерное излучение с длиной волны от 380 до 1400 нм наиболее опасно для сетчатой оболочки глаза, а излучение с длиной волны от 180 до 380 нм и свыше 1400 нм – для передних сред глаза. Повреждение кожи может быть вызвано излучением любой длины волны рассматриваемого диапазона (180…105 нм).
Ткани живого организма при малых и средних интенсивностях облучения почти непроницаемы для лазерного излучения. Поэтому поверхностные (кожные) покровы оказываются наиболее подверженными его воздействию. Степень этого воздействия определяется длиной волны и интенсивностью излучения.
При больших интенсивностях лазерного облучения возможны повреждения не только кожи, но и внутренних тканей и органов. Эти повреждения имеют характер отёков, кровоизлияний, омертвения тканей, а также свёртывания или распада крови. В таких случаях повреждения кожи оказываются относительно менее выраженными, чем изменения во внутренних тканях, а в жировых тканях вообще не отмечено каких-либо патологических изменений.
Биологические эффекты, возникающие при воздействии лазерного излучения на организм, условно подразделяют на группы:
а) первичные эффекты - органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых живых тканях (прямое облучение);
б) вторичные эффекты - неспецифические изменения, возникающие в организме в ответ на облучение (длительное облучение диффузно отражённым излучением).
При эксплуатации лазерных установок на человека могут воздействовать следующие опасные и вредные факторы, обусловленные как самим лазерным излучением, так и спецификой его формирования:
- лазерное излучение (прямое, отражённое, рассеянное);
- сопутствующее работе установки ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучения структурных компонентов;
- высокое напряжение в цепях управления и электропитания;
- ЭМП промышленной частоты и радиочастотного диапазона;
- рентгеновское излучение от газоразрядных трубок и элементов, работающих при анодном напряжении более 5 кВ;
- шум и вибрация;
- токсичные газы и пары, образующиеся в элементах лазеров и при взаимодействии луча со средой;
- продукты взаимодействия лазерного излучения с обрабатываемыми материалами;
- повышенная температура поверхностей лазерного изделия и в зоне облучения;
- опасность взрыва в системах накачки лазеров;
- возможность взрыва и пожара при взаимодействии луча с горючим материалом.
По степени опасности излучения для биологических структур человека лазеры подразделяются на четыре класса.
К лазерам 1 класса относят полностью безопасные лазеры. Их излучение не представляет опасности для глаз и кожи.
Лазеры 2 класса – это лазеры, луч которых представляет опасность при облучении кожи или глаз человека. Однако диффузно отражённое излучение безопасно как для кожи, так и для глаз.
Лазеры 3 класса представляют опасность при облучении глаз и кожи прямым, зеркально отражённым излучением. Диффузно отражённое излучение опасно для глаз на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности, но безопасно для кожи.
У лазеров 4 класса диффузно отражённое излучение на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности представляет опасность для глаз и кожи.
Лазеры классифицирует изготовитель по выходным характеристикам излучения.
При эксплуатации установок 2-4 классов следует предусматривать мероприятия по лазерной безопасности, дозиметрический контроль лазерного излучения, санитарно-гигиенические мероприятия и медицинский контроль.
Лазерная безопасность – это совокупность технических, санитарно-гигиенических, лечебно-профилактических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасные и безвредные условия труда при эксплуатации лазерных установок.
Нормирование лазерного излучения осуществляется по предельно допустимым уровням облучения (ПДУ) согласно «Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуатации лазеров» № 5804-91. ПДУ излучения при однократном воздействии могут привести к незначительной вероятности возникновения обратимых отклонений в организме работающего. ПДУ излучения при хроническом воздействии не приводят к отклонению в состоянии здоровья человека как в процессе работы, так и в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Нормируемыми параметрами являются облучённость Е, энергетическая экспозиция Н, энергия W и мощность Р излучения.
Облучённость – это отношение потока излучения, падающего на малый участок поверхности, к площади этого участка, Вт/м2.
Энергетическая экспозиция определяется интегралом облучённости по времени, Дж/м2.
ПДУ лазерного излучения устанавливаются для трёх диапазонов длин волн (180…380, 381…1400, 1401…105 нм) и случаев облучения: однократного (с временем воздействия до одной смены), сериями импульсов и хронического (систематически повторяющегося). Кроме того, при нормировании учитывают объект облучения (глаза, кожа, глаза и кожа одновременно).
При использовании лазеров в театрально-зрелищных мероприятиях, для демонстрации в учебных заведениях, для подсветки и других целей в медицинских приборах, не связанных непосредственно с лечебным действием излучения, ПДУ для всех облучаемых устанавливаются в соответствии с нормами для хронического облучения.
К лазерным изделиям с учётом их классов опасности предъявляются различные требования. Например, лазеры 3 и 4 класса должны содержать дозиметрическую аппаратуру, а их конструкция должна
Таблица 3.6
| Характеристика зрительной работы | Наименьший размер объекта различения, мм | Разряд зрительной работы |
| Наивысшей точности | Менее 0,15 | I |
| Очень высокой точности | от 0,15 до 0,30 | II |
| Высокой точности | от 0,30 до 0,50 | III |
| Средней точности | от 0,50 до 1,0 | IV |
| Малой точности | от 1,0 до 5,0 | V |
В качестве примера в табл. 3.7 приведены нормативные значения минимально допустимых уровней освещённости рабочих поверхностей в производственных помещениях для II-III разрядов зрительных работ. Для определения нормативных уровней освещённости по табл. 3.7 необходимо предварительно определить наименьший размер объекта различения, уровень контраста объекта с фоном, характеристику фона, разряд и подразряд зрительной работы, систему используемого освещения и тип ламп.
Таблица 3.7
| Разряд и подразряд зрительной работы | Контраст объекта с фоном | Характерис-тика фона | Освещённость, лк | Сочетание нормируемых величин P и Kn P, % Kn, % | ||||
| Комбинированное освещение | Общее освещение | |||||||
| Всего | В том числе от общего | |||||||
| IIа | Малый | Тёмный | - - | |||||
| IIб | Малый Средний | Средний Тёмный | ||||||
| IIв | Малый Средний Большой | Светлый Средний Тёмный | ||||||
| IIг | Средний Большой « | Светлый « Средний | ||||||
| IIIа | Малый | Тёмный | ||||||
| IIIб | Малый Средний | Средний Тёмный | ||||||
| IIIв | Малый Средний Большой | Светлый Средний Тёмный | ||||||
| IIIг | Средний Большой « | Светлый Средний | ||||||
Примечание: для разрядов II-III зрительной работы в качестве нормативного может приниматься один из возможных числовых наборов, приведённых в соответствующей строке для каждого из подразрядов.
Нормативные уровни освещённости (табл. 3.7) не являются окончательными и могут быть повышены или понижены на один уровень в соответствии с общей шкалой их значений: … 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, … 5000 лк. Увеличение освещённости на один уровень следует предусматривать, например, при повышенной опасности травматизма, при выполнении напряжённой зрительной работы I-V разрядов, при работе подростков, в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет. В некоторых случаях следует снижать норму освещённости на один уровень, например, в случае использования ламп накаливания, при кратковременном пребывании людей в помещении.
В таблице 3.8 приведены нормативные значения минимально допустимых уровней освещённости в помещениях жилых, общественных и административно-бытовых зданий для разрядов А, Б и В зрительной работы.
Таблица 3.8
| Характе-ристика зрительной работы | Наимень-ший размеробъекта различения, мм | Разряд и подразряд зрительной работы | Продолжительность зрительной работы, % | Искусственое освещение | Естественное освещение | ||
| Освещение рабочей поверхности, лк | Кп, % | КЕО, %, при | |||||
| верхнем или комбинированном | боковом | ||||||
| Очень высокой точности | 0,15- 0,3 | А 1 | 4,0 3,5 | 1,5 1,2 | |||
| Высокой точности | 0,3 - 0,5 | Б 1 | 3,0 2,5 | 1,0 0,7 | |||
| Средней точности | более 0,5 | В 1 | 2,0 2,0 | 0,5 0,5 |
Нормированные значения КЕО для производственных помещений для организации совмещённого освещения приведены в табл. 3.9. Расчётные значения КЕО при совмещённом освещении общественных зданий должны составлять 60 % от значений, указанных в таблице 3.9.
Таблица 3.9
| Разряд зрительных работ | Наименьшее нормированное значение КЕО, % | |
| при верхнем или комбинированном освещении | при боковом освещении | |
| I | 1,2 | |
| II | 2,5 | |
| III | 0,7 | |
| IV | 1,5 | 0,5 |
| V и IV | 0,3 | |
| VI | 0,7 | 0,2 |
обеспечивать возможность дистанционного управления. Лазерные изделия медицинского назначения должны быть оборудованы средствами для измерения уровня излучения, воздействующего на пациента и персонал. Лазеры 3 и 4 классов запрещено использовать в театрально-зрелищных мероприятиях, в учебных заведениях и на открытых пространствах. Класс лазерного изделия учитывается в требованиях по его эксплуатации.
Лазерные изделия и зоны распространения лазерного излучения должны обозначаться знаками лазерной опасности с пояснительными надписями, зависящими от класса лазера.
Безопасность при работе с открытыми лазерными изделиями обеспечивается путём применения СИЗ. Безопасность при использовании лазеров в демонстрационных целях, в театрально-зрелищных мероприятиях и на открытом пространстве обеспечивается организационно-техническими мероприятиями (разработка схемы размещения лазеров, учёт траектории лазерных лучей, строгий контроль за соблюдением правил и др.).
При использовании очков для защиты от лазерного излучения уровни освещённости рабочих мест должны быть повышены на одну ступень согласно СНиП 23-05-95.
Средства защиты (коллективные и индивидуальные) применяются для снижения уровней лазерного излучения, действующего на человека, до значений ниже ПДУ. Выбор средств защиты осуществляется с учётом параметров лазерного излучения и особенностей эксплуатации. СИЗ от лазерного излучения включают в себя средства защиты глаз и лица (защитные очки, выбираемые с учётом длины волны излучения, щитки, насадки), средства защиты рук, специальную одежду.
Персонал, работающий с лазерными изделиями, должен проходить предварительные и периодические (раз в год) медицинские осмотры. К работе с лазерами допускаются лица, достигшие 18 лет и не имеющие медицинских противопоказаний.