Безопасность жизнедеятельности

Часть электромагнитного спектра с λ от 10…340 000 нм называется оптической областью спектра, которая подразделяется на инфракрасное излучение (760…340 000), видимое излучение (380…770), ультрафиолетовую область – 10…380 нм.
Спектр электромагнитного излучения
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Инфракрасное излучение (760 нм — 340 мкм).
Подавляющее большинство производственных процессов на предприятиях сопровождается выделением инфракрасного (теплового) излучения как оборудованием, так и материалами.
Истинными ИФК-излучателями являются нагретые поверхности (> 0°С) плит, шкафов, печей.
Шкафы пекарные Плиты электрические с жарочным шкафом
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Источники ИК-излучения
В зависимости от температуры поверхности можно разделить на четыре группы:
1. С температурой поверхности до 500 0С (паропроводы, сушила, наружные поверхности печей и др. В спектре излучения этих источников содержатся в основном инфракрасные лучи с длиной волны 3,7...9,3 мкм.
2. С температурой поверхности от 500 до 1300°С (открытые проемы нагревательных печей, открытое пламя, нагретые слитки, заготовки, расплавленный чугун)
3. С температурой поверхности от 1300 до 1800 0С (расплавленная сталь, открытые проемы плавильных печей и др.) Спектр излучения содержит инфракрасные лучи с 1,2...1,9 мкм и видимые лучи.
4. С температурой поверхности свыше 1800 0С (дуговые печи, сварочные аппараты. Спектр излучения таких источников содержит все виды лучистой энергии.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Мощность Р излучения, испускаемого нагретым телом, пропорциональна площади излучающего тела А и четвертой степени температуры тела, и определяется по Закону СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА (с учетом излучательной способности серого тела):
Одновременно излучающее тело поглощает излучение, испускаемое окружающей средой.
Если излучающее и поглащающее поверхности имеют одинаковую площадь, то закон СТЕФАНА- БОЛЬЦМАНА имеет вид:
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

где Р - мощность излучения, Вт/м2;
σ — универсальная постоянная Стефана-Больцмана
(5,67032·10-8 К-4)
ε – излучательная способность тела, например для стали ε =0,67;
А – площадь излучающей поверхности, м2;
Т1 – температура излучающего тела, К;
Т2 – температура окружающей среды
Для практических расчетов и нормирования определяется интенсивность облучения на рабочем месте (I, вт/м2).
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Воздействие на организм человека
Эффект теплового действия ИК излучений на человека зависит от длины волны, обуславливающей глубину их проникновения. В связи с этим ИК излучение (согласно классификации Международной комиссии по освещению) подразделяется на 3 поддиапазона:
Поддиапазоны:
А — коротковолновая область ИФ излучения 760 — 1500 нм (0,76-1,5 мкм).
В — длинноволновая область ИФ 1500 1,5-3 мкм
С — более 3 мкм
В области А ИФ излучение называется коротковолновым и обладает следующими вредными воздействиями :
Большая проникающая способность через поверхность кожи.
Действие на ЦНС и вегетативную нервную систему, у работников повышается температура тела, учащается дыхание, усиливается потоотделение.
Воздействие на органы зрения (возможно помутнение хрусталика).
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Интенсивное воздействие коротковолновых ИК-излучений может вызывать ТЕПЛОВОЙ УДАР – головную боль, помутнение сознания, нарушение координации движений, менингит (поражение мозговых оболочек).
При длительном пребывании работающего в зоне теплового лучистого потока, как и при длительном воздействии высокой температуры, происходит РЕЗКОЕ нарушение теплового баланса в организме, что ведет к усилению деятельности сердечно-сосудистой системы, дыхательной системы, потоотделению, потери солей в организме.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Нормирование излучения
Осуществляется по интенсивности допустимых суммарных потоков энергии с учетом длины волны, размера облучаемой поверхности, защитных свойств спецодежды и продолжительности воздействия в соответствии с ГОСТ 12.1.005—88 и СанПиН 2.2.4.548—96
Интенсивность теплового излучения от нагретых до темного свечения поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, материалов и т. д. на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать:
35 Вт/м2 при облучении 50 % поверхности тела и более;
70 Вт/м2 — при облучении от 25 до 50 %;
100 Вт/м2 — при облучении не более 25 % поверхности тела.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Способы защиты от воздействия инфракрасного излучения
Ведущая роль в профилактике вредного влияния высоких температур, инфракрасного излучения принадлежит технологическим мероприятиям:
- замена старых и внедрение новых технологических процессов и оборудования, способствующих оздоровлению неблагоприятных условий труда.
СКЗ (средства коллективной защиты)
Санитарно-технических мероприятия:
Локализация тепловыделений, теплоизоляция горячих поверхностей, экранирование источников рабочих мест; воздушное душирование, радиационное охлаждение, распыление воды; общеобменная вентиляция или кондиционирование воздуха.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Экранирование ИК излучения с применением теплоизомерных материалов
Основным требованием при выборе теплоизоляционного материала — малый коэффициент теплопроводности (не более 0,2 Вт/(м·К)) и температуростойкость.
Наиболее широкое применение нашли алюминиевая фольга, асбест, минеральная и шлаковая вата, перлитовые изделия, войлок и т. п.
Эффективность защиты от теплового излучения определяется долей задерживаемой теплоты и определяется по формуле: I1 и I2 — интенсивности облучения на рабочем месте соответственно до и после установки защитного устройства.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Воздушное душирование применяют при воздействии на работающего теплового облучения интенсивностью 350Вт/м2 и более.
Осуществляется свободными и полуограниченными струями, создаваемыми воздухораспределителями.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Организационные меры
Ограничение по времени пребывания и организация рационального режима труда и отдыха (дополнительный отпуск, сокращенный рабочий день, регламентированные перерывы, нормализация водно-солевого баланса в организме человека).
Средства индивидуальной защиты (согласно ГОСТ 12.4.221—2002).
Костюм теплозащитный Лицевой щиток
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Приборы контроля ИФ
Актинометр (1 — 500) Вт/м2 - измеряется интенсивность теплового излучения
Радиометры.
Спектрорадиометр, ИК-спектрометры типа ИКС-10, 12,14, Носкова).
Радиометр оптического излучения.
Дозиметр оптического излучения.
Актинометры
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Ультрафиолетовое излучение (λ = 1 — 380 нм).
По способу генерации относится к тепловому излучению, а по характеру воздействия на вещества к ионизирующим излучениям.
Диапазон разбивается на 3 области:
УФ — А (400 — 315 нм)
УФ — В (315 — 380 нм)
УФ — С (280 — 200 нм)
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Биологическое действие УФ-излучения
УФ — А и УФ — В вызывает изменения в составе крови, кожи, воздействует на нервную систему.
УФ — С действует на клетки. Вызывает коагуляцию белков. Действуя на слизистую оболочку глаз, приводит к электроофтамии. Может вызвать помутнее хрусталика.
УФ-излучение от производственных источников, например, электросварочных дуг, может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений. Например, поражение глаз – хронический коньюктивит (светобоязнь, ощущение песка в глазах, эритема кожи лица и век).
Действие УФ-излучения на кожу проявляется в «старении» эпидермиса, возможны злокачественные новообразования.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Нормирование УФ излучения
С учетом оптико-физиологических свойств глаза, а также областей УФ излучений (волновые) установлены:
Допустимая плотность потока энергии, которой обеспечивают защиту поверхности кожи и органов зрения (отношение Е к ед. площади поверхности, м2)
Для УФ-А не более 10; УФ-В не более 0,005; УФ-С не более 0,001 [Вт/м2]
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Меры защиты от УФИ
Экранирование источника УФИ.
Экранирование рабочих.
Специальная окраска помещений
(серый, желтый,...)
Рациональное расположение рабочих мест.
Средства индивидуальной защиты
ткани: хлопок, лен
специальные мази для защиты кожи
очки с содержанием свинца
Приборы контроля: радиометры, дозиметры.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Лазерное излучение (λ = 0,2 - 1000 мкм)
В промышленности все чаще применяется лазерная техника. При работе оптических квантовых генераторов (ОКГ) имеются вредные и опасные факторы: высокое напряжение зарядных устройств, ионизация воздуха, загрязнение воздушной среды при разрядке импульсных ламп накачки (О3,NO2,NO), ЭМП, радиочастот, акустический шум.
Основной источник - оптический квантовый генератор (лазер). Он работает на принципе индуцированного излучения, получаемого при оптической накачке (например, воздействием импульсов света) термически неравновесной (активной) среды, в качестве которой служат диэлектрические кристаллы, стекло, газы, полупроводники и плазма.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

ГОСТ 24714-81 "Лазеры. Методы измерения параметров излучения. Общие положения"; ГОСТ 12.1.040-83 "Лазерная безопасность. Общие положения"
Особенности лазерного излучения – монохроматичность (общая длина волны); острая направленность пучка; когерентность (колебания происходят в одном направлении в пространстве), высокая плотность энергии: 1010-1012 Дж/см2, высокая плотность мощности: 1020-1022 Вт/см2.
Виды лазерного излучения:
прямое (в узком телесном угле); самое опасное из-за большой интенсивности, малой расходимости луча, создающей высокую плотность излучения.
рассеянное (от вещества, через которое проходит лазерный луч);
зеркальное или диффузно отраженное (от поверхности по всем возможным направлениям)
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Биологическое действие лазерного излучения
зависит от длины волны и интенсивности излучения, поэтому весь диапазон длин волн делится на области:
ультрафиолетовая 0,2- 0.4 мкм
видимая 0,4-0,75 мкм
инфракрасная:
ближняя 0.75-1,4 мкм
дальняя свыше 1.4 мкм
Интенсивность излучения определяет способность лазера коагулировать, испарять или рассекать ткани. Эта величина вычисляется по формуле:
p = P/S,
где р - плотность мощности, (Вт/см2); Р - мощность лазерного излучения, (Вт); S - площадь лазерного воздействия (см2).
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Вредные воздействия лазерного излучения
термические воздействия (ожог) преобладают при воздействии непрерывного лазерного облучения, при больших мощностях – испарение ткани.
энергетические воздействия (большая мощность излучения)
фотохимические воздействия – из ионов и возбужденных молекул образуются свободные радикалы, обладающие высокой способностью к химическим реакциям.
механическое воздействие - при воздействии лазерного излучения в импульсном режиме, механизм воздействия связан с преобразованием энергии излучения в энергию механических колебаний)
электрострикция (деформация молекул в поле лазерного излучения)
образование в пределах клеток микроволнового электромагнитного поля
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Обычно различают локальные повреждения и общие повреждения организма.
Лазерное излучение представляет опасность для тех тканей, которые непосредственно поглощают ЛИ, в основном, это - органы зрения, а также - кожа.
Особенно опасно воздействие на глаза импульсного лазерного облучения.
Сочетание механического и термического эффектов ведет к «взрыву» зерен пигмента (меланина). Сила воздействия так велика, что зерна вбрасываются в стекловидное тело.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Нормирование лазерного излучения.
CH 23- 92- 81
Нормируемый параметр — предельно - допустимый уровень лазерного излучения при λ = 0,2-20 мкм (ПДУ).
Регламентируется ПДУ на роговице, сетчатке, коже.
ПДУ — отношение энергии (Е) излучения, падающей на определенные участки поверхности к площади этого участка [Дж/см2]
ПДУ зависит от:
Для постоянного режима:
- длительности воздействия [сек]
- длины волны лазерного излучения [мкм]
Для импульсного режима:
- продолжительности импульса [cек]
- частоты повторения импульса [Гц]
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011

Меры защиты от воздействия лазерного излучения
Организационные
Рациональная организация режима труда и отдыха, дополнительный отпуск, сокращенный рабочий день
Технические
- снижение плотности потока;
- экранирование: генератор и лампа накачки заключается в светонепроницаемый экран; луч лазера ограждается экраном или передается по световоду.
Экраны должны быть огнестойкими, не выделять токсичных веществ при нагреве, сделаны из материалов с наименьшим коэффициентом отражения.
© Леган М. В. Безопасность жизнедеятельности, НГТУ, 2011