Гигиеническая оценка электромагнитных полей радиочастот. Лазерное излучение

В процессе изготовления, испытания и эксплуатации лазерных изделий на обслуживающий персонал могут воздействовать физические, химические и психофизиологические опасные и вредные факторы.

К физическим факторам относятся:

· Лазерное излучение (прямое, рассеянное, зеркальное или диффузно отраженное);

· Высокое напряжение в цепях управления и источниках электропитания лазера (лазерных установок);

· Повышенный уровень ультрафиолетовой радиации от импульсных ламп накачки или кварцевых газоразрядных трубок в рабочей зоне;

· Повышенная яркость света от импульсных ламп накачки и зоны взаимодействия лазерного излучения с материалом мишени;

· Повышенный шум и вибрация на рабочем месте, возникающие при работе лазера (лазерной установки);

· Повышенный уровень ионизирующего рентгеновского излучения от газоразрядных трубок и др. элементов, работающих при анодном напряжении более 5 кВ;

· Повышенный уровень электромагнитных излучений ВЧ - и СВЧ - диапазонов в рабочей зоне;

· Повышенный уровень инфракрасной радиации в рабочей зоне;

· Повышенная температура поверхностей оборудования;

· Взрывоопасность в системах накачки лазеров;

· Возможность взрывов и пожаров при попадании лазерного излучения на горючие материалы.

К химическим факторам относятся:

· Загрязнение воздуха рабочей зоны продуктами взаимодействия лазерного излучения с мишенью и радиолиза воздуха (озон, окислы азота и др);

· Токсические газы и пары от лазерных систем с прокачкой хладагентов и др.

Психофизиологические факторы - это:

· Монотония, гипокинезия, эмоциональная напряженность, психологический дискомфорт;

· Локальные нагрузки на мышцы и кисти предплечья; напряженность анализаторных функций (зрение, слух).

2.2 Применение лазерного излучения

- Лазерное сопровождение музыкальных произведений (лазерное шоу).

- С момента своего изобретения лазеры зарекомендовали себя как «готовые решения ещё не известных проблем». В силу уникальных свойств излучения лазеров, они широко применяются во многих отраслях науки и техники, а также в быту (проигрыватели компакт-дисков, лазерные принтеры, считыватели штрих - кодов, лазерные указки и пр.). В промышленности лазеры используются для резки, сварки и пайки деталей из различных материалов. Высокая температура излучения позволяет сваривать материалы, которые невозможно сварить обычными способами (к примеру, керамику и металл). Луч лазера может быть сфокусирован в точку диаметром порядка микрона, что позволяет использовать его в микроэлектронике (так называемое лазерное скрайбирование). Лазеры используются для получения поверхностных покрытий материалов (лазерное легирование, лазерная наплавка, вакуумно-лазерное напыление) с целью повышения их износостойкости. Широкое применение получила также лазерная маркировка промышленных образцов и гравировка изделий из различных материалов. При лазерной обработке материалов на них не оказывается механическое воздействие, поэтому возникают лишь незначительные деформации. Кроме того весь технологический процесс может быть полностью автоматизирован. Лазерная обработка потому характеризуется высокой точностью и производительностью.

- Полупроводниковый лазер, применяемый в узле генерации изображения принтера Hewlett-Packard.

Лазеры применяются в голографии для создания самих голограмм и получения гологафического объёмного изображения. Некоторые лазеры, например лазеры на красителях, способны генерировать монохроматический свет практически любой длины волны, при этом импульсы излучения могут достигать 10?16 с, а следовательно и огромных мощностей (так называемые гигантские импульсы). Эти свойства используются в спектроскопии, а также при изучении нелинейных оптических эффектов. С использованием лазера удалось измерить расстояние до Луны с точностью до нескольких сантиметров. Лазерная локация космических объектов уточнила значение астрономической постоянной и способствовала уточнению систем космической навигации, расширила представления о строении атмосферы и поверхности планет Солнечной системы. Сверхкороткие импульсы лазерного излучения используются в лазерной химии для запуска и анализа химических реакций. Здесь лазерное излучение позволяет обеспечить точную локализацию, дозированность, абсолютную стерильность и высокую скорость ввода энергии в систему. В настоящее время разрабатываются различные системы лазерного охлаждения, рассматриваются возможности осуществления с помощью лазеров управляемого термоядерного синтеза(самым подходящим лазером для исследований в области термоядерных реакций, был бы лазер, использующий длины волн, лежащие в голубой части видимого спектра). Лазеры используются и в военных целях, например, в качестве средств наведения и прицеливания. Рассматриваются варианты создания на основе мощных лазеров боевых систем защиты воздушного, морского и наземного базирования.

- Револьвер, оснащённый лазерным целеуказателем.

- В медицине лазеры применяются как бескровные скальпели, используются при лечении офтальмологических заболеваний (катаракта, отслоение сетчатки, лазерная коррекция зрения и др.). Широкое применение получили также в косметологии (лазерная эпиляция, лечение сосудистых и пигментных дефектов кожи, лазерный пилинг, удаление татуировок и пигментных пятен). В настоящее время бурно развивается так называемая лазерная связь. Известно, что чем выше несущая частота канала связи, тем больше его пропускная способность. Поэтому радиосвязь стремится переходить на всё более короткие длины волн. Длина световой волны в среднем на шесть порядков меньше длины волны радиодиапазона, поэтому посредством лазерного излучения возможна передача гораздо большего объёма информации. Лазерная связь осуществляется как по открытым, так и по закрытым световодным структурам, например, по оптическому волокну. Свет за счёт явления полного внутреннего отражения может распространяться по нему на большие расстояния, практически не ослабляясь

Лазерное излучение в медицине.

Медицинское применение лазерного излучения обусловлено как термическими, так и нетермическими эффектами. В хирургии лазерное излучение используют в качестве «светового скальпеля». Его преимущества -- стерильность и бескровность операции, а также возможность варьирования ширины разреза. Бескровность операции связана с коагуляцией белковых молекул и закупоркой сосудов по ходу луча. Этот эффект отмечается даже при операциях на таких органах, как печень, селезёнка, почки и др. По мнению ряда исследователей, послеоперационное заживление при лазерной хирургии идёт скорее, чем после применения электрокоагуляторов. К недостаткам лазерной хирургии следует отнести некоторую ограниченность движений хирурга в операционном поле даже при использовании светопроводов различной конструкции. В качестве «светового скальпеля» наиболее широко применяют СО2-лазеры с длиной волны 10 590 и мощностью от нескольких вт до нескольких десятков вт.

В офтальмологии с помощью лазерного луча лечат отслоение сетчатки, разрушают внутриглазные опухоли, формируют зрачок. На основе рубинового лазера сконструирован офтальмокоагулятор.

При использовании лазерного излучения в онкологии для удаления поверхностных опухолей (до глубины 3--4 см) чаще применяют импульсные лазеры или лазеры на стекле с примесью Nd с мощностью импульса до 1500 вт. Разрушение опухоли происходит почти мгновенно и сопровождается интенсивным парообразованием и выбросом ткани из области облучения в виде султана. Чтобы предупредить разбрасывание злокачественных клеток в результате «взрывного» эффекта, применяют воздушные отсосы. Операции с применением лазерного излучения обеспечивают хороший косметический эффект. Перспективы использования лазерного «скальпеля» в нейрохирургии связаны с операциями на обнажённом мозге.

Терапия лазерным излучением основана преимущественно на нетермических эффектах и представляет собой светотерапию с использованием в качестве источников монохроматического излучения гелий-неоновых лазеров с длиной волны 6328 Терапевтическое воздействие на организм осуществляется лазерным излучением с плотностью облучения в несколько мвт/см², что полностью исключает возможность проявления теплового эффекта. На пораженный орган или участок тела воздействуют как местно, так и через соответствующие рефлексогенные зоны и точки. Лазерное излучение применяют при лечении длительно незаживающих язв и ран; изучается возможность его применения и при др. заболеваниях (ревматоидный полиартрит, бронхиальная астма, некоторые гинекологические заболевания и т.д.). Соединение лазера с волоконной оптикой позволяет резко расширить возможности его применения в медицине. По гибкому светопроводу лазерное излучение достигает полостей и органов, что позволяет провести голографическое исследование, а при необходимости и облучение пораженного участка. Исследуется возможность просвечивания и фотографирования с помощью лазерного излучения структуры зубов, состояния сосудов и др. тканей.

Работа с лазерным излучением требует строгого соблюдения соответствующих правил техники безопасности. Прежде всего необходима защита глаз. Эффективны, например, теневые защитные устройства. Следует оберегать от поражения лазерным излучением кожные покровы, особенно пигментированные участки. Для защиты от поражения отражённым лазерным излучением с возможного пути луча удаляют блестящие (зеркальные) поверхности. Предположения о возможности возникновения ионизирующего излучения при работе высокоинтенсивных лазеров не подтвердились.

2.3 Биологическое действие лазерного излучения на организм

За последние 15 лет механизмы действия во многом раскрыты и уточнены. Воздействие низкоинтенсивных лазеров приводит к быстрому стиханию острых воспалительных явлений, стимулирует репаративные (восстановительные) процессы, улучшает микроциркуляцию тканей, нормализует общий иммунитет, повышает резистентность (устойчивость) организма.

В настоящее время доказано, что низкоинтенсивное лазерное излучение обладает выраженным терапевтическим действием.

Лазер или оптический квантовый генератор - это техническое устройство, испускающее свет в узком спектральном диапазоне в виде направленного сфокусированного, высококогерентного монохроматического, поляризованного пучка электромагнитных волн.

В зависимости от характера взаимодействия лазерного света с биологическими тканями различают три вида фотобиологических эффектов:

1) Фотодеструктивное воздействие, при котором тепловой, гидродинамический, фотохимический эффекты света вызывают деструкцию тканей. Этот вид лазерного взаимодействия использует в лазерной хирургии.

2) Фотофизическое и фотохимическое воздействие, при котором поглощенный биотканями свет возбуждает в них атомы и молекулы, вызывает фотохимические и фотофизические реакции. На этом виде взаимодействия основывается применение лазерного излучения как терапевтического.

3) Невозмущающее воздействие, когда биосубстанция не меняет своих свойств, в процессе взаимодействия со светом. Это такие эффекты, как рассеивание, отражение и проникновение. Этот вид используют для диагностики (например - лазерная спектроскопия).

Воздействие лазерного излучения на организм

Лазерное излучение представляет собой вид электромагнитного излучения, генерируемого в оптическом диапазоне длин волн 0,1…1000 мкм. Отличие его от других видов излучения заключается в монохромности, когерентности и высокой степени направленности. Благодаря малой расходимости луча лазера плотность потока мощности может достигать 1016…1017 Вт/м2.

Эффекты воздействия (тепловой, фотохимический, ударно - акустический и др.) определяются механизмом взаимодействия лазерного излучения с тканями и зависят от энергетических и временных параметров излучения, а также от биологических и физики - химических особенностей облучаемых тканей и органов.

Лазерное излучение представляет особую опасность для тканей, максимально поглощающих излучение. Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также способность оптической системы глаза многократно увеличивать плотность энергии (мощность) излучения видимого и ближнего инфракрасного диапазона (780<?<1400 нм) на глазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.

При повреждении появляется боль в глазах, спазм век, слезотечение, отек век и глазного яблока, помутнение сетчатки, кровоизлияние. Клетки сетчатки после повреждения не восстанавливаются.

Ультрафиолетовое излучение вызывает фотокератит, средневолновое инфракрасное излучение(1400<?<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК - излучение (3000<?<106 нм) - ожог роговицы.

Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длинны волны в спектральном диапазоне 180…100000 нм. Характер поражения кожи аналогичен термическим ожогам. Степень тяжести повреждения кожи, а в некоторых случаях и всего организма, зависит от энергии излучения, длительности воздействия, площади поражения, ее локализации, добавления вторичных источников воздействия (горение, тление). Минимальное повреждение кожи развивается при плотности энергии 1000…10000 Дж/м2.

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

Длительное хроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения нетепловой интенсивности может вызывать неспецифические, преимущественно вегетативно - сосудистые нарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно - сосудистой системы, желез внутренней секреции. Работающие жалуются на головные боли, повышенную утомляемость, раздражительность, потливость.

2.4 Нормирование лазерного излучения

Основными нормативными правовыми актами при оценке условий труда являются:

- "Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров" № 2392-81; методические рекомендации "Гигиена труда при работе с лазерами", утвержденные МЗ РСФСР 27.04.81 г.;

- ГОСТ 24713-81 "Методы измерений параметров лазерного излучения. Классификация"; ГОСТ 24714-81 "Лазеры. Методы измерения параметров излучения. Общие положения"; ГОСТ 12.1.040-83 "Лазерная безопасность. Общие положения"; ГОСТ 12.1.031 -81 "Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерного излучения".

Предупреждение поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного, санитарно-гигиенического характера.

Степень опасности ЛИ для персонала положена в основу классификации лазеров, согласно которой они подразделяются на 4 класса:

1-й -- класс (безопасные) -- выходное излучение не опасно для глаз;

2-й -- класс (малоопасные) -- представляют опасность для глаз как прямое, так и зеркально отраженное излучения;

3-й -- класс (среднеопасное) -- представляет опасность для глаз также и диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности;

4-й -- класс (высокоопасное) -- представляет уже опасность и для кожи на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.

При использовании лазеров II-III классов в целях исключения облучения персонала необходимо либо ограждение лазерной зоны, либо экранирование пучка излучения. Экраны и ограждения должны изготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения, быть огнестойкими и не выделять токсических веществ при воздействии на них лазерного излучения.

Лазеры IV класса опасности размещаются в отдельных изолированных помещениях и обеспечиваются дистанционным управлением их работой.

При размещении в одном помещении нескольких лазеров следует исключить возможность взаимного облучения операторов, работающих на различных установках. Не допускаются в помещения, где размещены лазеры, лица, не имеющие отношения к их эксплуатации. Запрещается визуальная юстировка лазеров без средств защиты.

Для удаления возможных токсических газов, паров и пыли оборудуется приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Для защиты от шума принимаются соответствующие меры звукоизоляции установок, звукопоглощения и др.

К индивидуальным средствам защиты, обеспечивающим безопасные условия труда при работе с лазерами, относятся специальные очки, щитки, маски, обеспечивающие снижение облучения глаз до ПДУ.

Средства индивидуальной защиты применяются только в том случае, когда коллективные средства защиты не позволяют обеспечить требования санитарных правил.

2.5 Методы защиты от лазерного излучения

Защиту от лазерного излучения осуществляют техническими, организационными и лечебно-профилактическими методами и средствами.

К методическим средствам относят:

- выбор, планировка и внутренняя отделка помещений;

- рациональное размещение лазерных технологических установок;

- соблюдение порядка обслуживания установок;

- использование минимального уровня излучения для достижения поставленной цели;

- применение средств защиты.

К организационным защитным мероприятиям относятся:

- ограничение времени воздействия излучения;

- назначение и инструктаж лиц, ответственных за организацию и проведение работ;

- ограничение допуска к проведению работ;

- организация надзора за режимом работ;

- четкая организация противоаварийных работ и регламентация порядка ведения работ в аварийных условиях;

- проведение инструктажа, наличие наглядных плакатов;

- обучение персонала.

К санитарно- гигиеническим и лечебно-профилактические методам относят:

- контроль за уровнями опасных и вредных факторов на рабочих местах;

- контроль за прохождением персоналом предварительных и периодических медицинских осмотров.

Производственные помещения, в которых эксплуатируются лазеры, должны отвечать требованиям действующих санитарных норм и правил. Лазерные установки размещают таким образом, чтобы уровни излучения на рабочих местах были минимальными.

Средства защиты от ЛИ должны обеспечивать предотвращение воздействия или снижение величины излучения до уровня, не превышающего допустиный. По характеру применения средства защиты подразделяются на средства коллективной защиты (СКЗ) и средства индивидуальной защиты (СИЗ). Надежные и эффективные средства защиты способствуют повышению безопасности труда, снижают производственный травматизм и профессиональную заболеваемость.

К СИЗ от ЛИ относятся: ограждения, защитные экраны, блокировки и автоматические затворы, кожухи и др.

СИЗ от лазерного излучения включают защитные очки, щитки, маски и др. Средства защиты применяются с учетом длины волны ЛИ, класса, типа, режима работы лазерной установки, характера выполняемой работы.

СКЗ должны предусматриваться на стадиях проектирования и монтажа лазеров (лазерных установок), при организации рабочих мест, при выборе эксплуатационных параметров. Выбор средств защиты должен производиться в зависимости от класса лазера (лазерной установки), интенсивности излучения в рабочей зоне, характера выполняемой работы. Показатели защитных свойств защиты не должны снижаться под воздействием других опасных и вредных факторов (вибрации, температуры и т.д.). Конструкция средств защиты должна обеспечивать возможность смены основных элементов (светофильтров, экранов, смотровых стекол и пр.).

Средства индивидуальной защиты глаз и лица (защитные очки и щитки), снижающие интенсивность ЛИ до ПДУ, должны применяться только в тех случаях (пусконаладочные, ремонтные и экспериментальные работы), когда коллективные средства не обеспечивают безопасность персонала.

При работе с лазерами должны применяться только такие средства защиты, на которые имеется нормативно-техническая документация, утвержденная в установленном порядке.

3. Тестовый контроль

УКАЖИТЕ ОДИН ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. Для гигиенической оценки интенсивности электромагнитного поля в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) измеряют

а) напряженность электрического поля (Е, В/м)

б) плотность потока энергии (ППЭ, мкВт/см2)

в) напряженность магнитного поля (Н, А/м)

2. Профессиональные поражения глаз возникают при воздействии ЭМП диапазона

а) СВЧ

б) УВЧ

в) ВЧ

3. При работе с электромагнитными источниками СВЧ-излучения могут развиваться следующие поражения глаз

а) катаракта

б) нистагм

в) ложная близорукость

УКАЖИТЕ ВСЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ

4. Биологический эффект воздействия ЭМП диапазона радиочастот зависит от

а) частоты колебаний

б) длительности воздействия

в) интенсивности поля

г) длины волны

д) режима облучения

5. Работа в условиях воздействия ЭМП диапазона радиочастот может вызвать расстройства

а) нервной системы

б) сердечно-сосудистой системы

в) желудочно-кишечного тракта

г) дыхательной системы

д) водно-солевого обмена

6. Для гигиенической оценки интенсивности переменного электромагнитного поля в диапазоне высоких частот (ВЧ) измеряют

а) напряженность электрического поля (Е, В/м)

б) плотность потока энергии (ППЭ, мкВт/см2)

в) напряженность магнитного поля (Н, А/м)

7. Электромагнитные поля диапазона высоких частот (ВЧ) используются для выполнения следующих работ

а) поверхностный нагрев металла

б) сушка древесины

в) напайка твердых сплавов

г) радиосвязь и радиолокация

8. Электромагнитные поля диапазона сверхвысоких частот (СВЧ) используются для выполнения следующих работ

а) сушка древесины

б) плавка твердых металлов

в) радиосвязь

г) радиолокация

9. Наиболее кардинальными мероприятиями по оздоровлению труда работающих с лазерными установками являются

а) ограждение лазерной зоны

б) проведение профотбора

в) ограждение лазерного луча

г) проведение профориентации

д) покрытие поверхностей помещения материалами с малым коэффициентом отражения

10. Органы-мишени для производственного лазерного излучения

а) кожа

б) костный мозг

в) глаза

г) гонады

д) головной мозг

11. Действие производственного лазерного излучения на организм зависит от

а) длины волны

б) системы накачки

в) длительности импульса

г) частоты следования импульсов

д) площади облучения

12. На сетчатке нормируется интенсивность производственного лазерного излучения в диапазоне

а) видимого света

б) ближней зоны инфракрасного излучения

в) дальней зоны инфракрасного излучения

г) ультрафиолетового излучения

13. К основным вредным факторам при работе лазерных установок относятся

а) интенсивный шум

б) прямое излучение

в) диффузно отраженное излучение

г) зеркально отраженное излучение

4. ОТВЕТЫ

1 - б

2 - а

3 - а

4 - а, б, в, г, д

5 - а, б

6 - а, в

7 - а, б, в

8 - в, г

9 - а, в

10 - а, в

11 - а, в, г, д

12 - а, б

13 - б, в, г

Литература

Основная литература:

1. Гигиена труда/Под редакцией Измерова Н.Ф., Кириллова В.Ф. М., 2008.

2. Алексеев С.В., Усенко В.Р. «Гигиена труда». М.,1988.

3. Гигиена труда/ Под редакцией Навроцкого В.К. М.,1974.

4. 4.Руководство к практическим занятиям по гигиене труда/ Под редакцией В.Ф.Кириллова. М.,2001.

Дополнительная литература:

1. Гигиена / Под редакцией Румянцева Г.И.. М.,2000

2. Пивоваров Ю.П. «Руководство к лабораторным занятиям по гигиене и экологии человека». М.,1999.

Размещено на Allbest.ru

...