Метеорологические условия производственной среды

Микроклимат производствен­ных помещений определяется сочетанием температуры, влаж­ности, подвижности воздуха, температуры окружающих по­верхностей и их тепловым излу­чением. Параметры микрокли­мата определяют теплообмен организма человека и оказыва­ют существенное влияние на функциональное состояние раз­личных систем организма, са­мочувствие, работоспособность и здоровье.

Высокие температуры оказывают отрицательное воздействие на здо­ровье человека. Работа в условиях высокой температуры сопровожда­ется интенсивным потоотделением, что приводит к обезвоживанию ор­ганизма, потере минеральных со­лей и водорастворимых витами­нов, вызывает серьезные и стой­кие изменения в деятельности сер­дечно-сосудистой системы, увели­чивает частоту дыхания, а также оказывает влияние на функциони­рование других органов и систем - ослабляется внимание, ухудшает­ся координация движений, замед­ляются реакции и т.д.

Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании с повышенной влажностью, может привести к значительному накопле­нию тепла в организме (гипертермии). При гипертермии наблюда­ется головная боль, тошнота, рво­та, временами судороги, падение артериального давления, потеря со­знания.

Действие теплового излучения на организм имеет ряд особенностей, одной из которых является способ­ность инфракрасных лучей различ­ной длины проникать на различную глубину и поглощаться соответству­ющими тканями, оказывая тепло­вое действие, что приводит к повы­шению температуры кожи, увеличе­нию частоты пульса, изменению обмена веществ и артериального давления, заболеванию глаз.

При воздействии на организм че­ловека отрицательных температур наблюдается сужение сосудов паль­цев рук и ног, кожи лица, изменя­ется обмен веществ. Низкие темпе­ратуры воздействуют также и на внутренние органы, и длительное воздействие этих температур при­водит к их устойчивым заболевани­ям.

Параметры микроклимата произ­водственных помещений зависят от теплофизических особенностей тех­нологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции.

Тепловое излучение (инфра­красное излучение) представляет собой невидимое электромагнитное излучение с длиной волны от 0,76 до 540 нм, обладающее волновыми, квантовыми свойствами. Интенсив­ность теплоизлучения измеряется в Вт/м². Инфракрасные лучи, проходя через воздух, его не нагревают, но поглотившись твердыми телами, лучистая энергия переходит в теп­ловую, вызывая их нагревание. Источником инфракрасного излуче­ния является любое нагретое тело.

Метеорологические условия для рабочей зоны производ­ственных помещений регламен­тируются ГОСТ 12.1.005-88 "Об­щие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" и Санитарными нормами микроклимата производствен­ных помещений (СН 4088-86).

Принципиальное значение в нор­мах имеет раздельное нормирова­ние каждого компонента микрокли­мата: температуры, влажности, ско­рости движения воздуха. В рабочей зоне должны обеспечиваться пара­метры микроклимата, соответству­ющие оптимальным и допустимым значениям.

Борьба с неблагоприятным влия­нием производственного микрокли­мата осуществляется с использова­нием технологических, санитарно-технических и медико-профилакти­ческих мероприятий.

В профилактике вредного влия­ния высоких температур инфракрас­ного излучения ведущая роль при­надлежит технологическим мероп­риятиям: замена старых и внедре­ние новых технологических процес­сов и оборудования, автоматиза­ция и механизация процессов, ди­станционное управление.

Эффективными средствами снижения тепловыделений явля­ются:

покрытие нагревающихся повер­хностей и парогазотрубопроводов теплоизоляционными материалами (стекловата, асбестовая мастика, асботермит и др.); герметизация оборудования; применение отражательных, теплопоглотительных и теплоотводящих экранов; устройство вентиляционных сис­тем; использование индивидуальных средств защиты. К медико-профилактическим ме­роприятиям относятся: организация рационального ре­жима труда и отдыха; обеспечение питьевого режима; повышение устойчивости к высо­ким температурам путем использо­вания фармакологических средств (прием дибазола, аскорбиновой кислоты, глюкозы), вдыхания кис­лорода; прохождение предварительных при поступлении на работу и пери­одических медицинских осмотров.

Мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия хо­лода должны предусматривать за­держку тепла - предупреждение выхолаживания производственных помещений, подбор рациональных режимов труда и отдыха, использо­вание средств индивидуальной за­щиты, а также мероприятия по по­вышению защитных сил организма.

Лекция 5 Характеристика излучений и их классификация. Средства и методы защиты от излучений

 

Основные вопросы:

1 Радиоактивные излучения

2 ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

3. Электромагнитное излучение

В условиях опасности техногенных аварий на атомных электростанциях, проживания на территориях, загрязненных производством и испытанием ядерного оружия, когда опасность острого облучения после аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) сменилась длительной опасностью употребления зараженных радиоизотопами продуктов питания, все острее ставятся вопросы обеспечения радиационной безопасности.

 

Радиоактивные излучения

 

Разные виды излучений сопровождаются высвобождением различного количества энергии и обладают разной проникающей способностью. Альфа - излучение задерживается листом бумаги, прак­тически неспособно проникнуть через наружный слой кожи и поэ­тому не представляет опасности до тех пор пока не проникнет внутрь организма через открытую рану, с пищей или вдыхаемым воздухом. Бета - излучение проникает в ткани организма на 1 - 2 см. Гамма - излучение может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

Повреждений, вызванных в живом организме, будет тем больше, чем больше излучение передаст энергии тканям. Количество такой переданной организму энергии, называется дозой.

Поглощенная доза - энергия ионизирующего облучения, поглощенная облучаемым телом (тканями организма) в пересчете на единицу массы.

Эквивалентная доза - поглощенная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к облучению.

Эффективная эквивалентная доза - эквивалентная доза, умноженная на коэффициент, учитывающий разную чувствительность различных тканей к облучению.

Коллективная эффективная эквивалентная доза - эффективная эквивалентная доза, полученная группой людей от какого - либо источника радиации.

Полная коллективная эффективная эквивалентная доза - коллективная эффективная эквивалентная доза, которую получают поколения людей от какого - либо источника.

Количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела, называется поглощенной дозой и измеряется в системе СИ в Греях (Гр). Bнесистемной единицей поглощенной дозы является рад (0,01 Гр). Эта величина не учитывает, что при одинаковой поглощенной дозе альфа - излучение гораздо опаснее бета - излучения.

Если принять во внимание тот факт, что дозу следует умно­жить на коэффициент, отражающий способность излучения данного вида повреждать ткани организма: альфа - излучение при этом в 20 раз опаснее других видов излучений. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной. Единицей поглощенной дозы, учитывающей относительную биологическую эффективность любого излучения, является в системе СИ - зиверт (Зв.). Внесистемная еденица эквивалентной дозы бэр. 1Зв = 100бэр.

Следует учитывать также, что одни части тела (opraны, ткани) более чувствительны, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе. Поэтому дозы облучения орга­нов и тканей следует учитывать с разными коэффициентами, приведенными ниже:

Коэффициенты радиационного риска

Красный костный мозг............. 0,12

Костная ткань.................... 0,03

щитовидная железа................. 0,03

Молочная железа....;............. 0,15

легкие....................... 0,12

Яичники и семенники................ 0,25

Другие ткани.................... 0,30

Организм в целом.................. 1,00

Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав по всем органам и тканям, получим эффективную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для организма. Она также измеряется в зивертах.

Эти понятия описывают только индивидуально получаемые дозы. Просуммировав индивидуальные эффективные дозы, полученные группой людей, мы придем к коллективной эффективной эквивалентной дозе, которая измеряется в человеко-зивертах (чел.-Зв).

Источники радиоактивного облучения Источниками радиации являются: космические лучи; земная радиация, обусловленная наличием в горных породах Земли калия - 40, рубидия - 87, членов радиоактивных семейств урана - 238 и тория - 232; радиоактивные источники, созданные человеком. К последним относятся источники радиации, используемые в медицине в диагностических и лечебных целях, ядерные взрывы и атомная энергетика. Природный геохимический радиофон на территории Земли варьирует в пределах 70 - 300 мбэр/год и составляет в среднем на территории РФ - 200 мбэр/год.

Воздействие ионизирующего облучения на ткани организма. Заряженные частицы, проникающие в ткани организма теряют энергию вследствие электрических взаимо­действий с атомами, близ которых они проходят. Гамма - излучение и рентгеновские лучи передают свою энергию веществу несколькими способами, которые в конечном счете также приводят к электрическим взаимодействиям.

Электрические взаимодействия. За время порядка I0 триллионных долей секунды после того, как проникающее излучение достигнет соответствующего атома в ткани организма, от этого атома отрывается электрон. Последний заряжен отрицательно, noэтомy остальная часть исходно нейтрального атома становится положительно заряженной. Этот процесс называется ионизацией. Оторвавшийся электрон может далее ионизировать другие атомы.

Физико-химические изменения. Свободный электрон и ионизированный атом мoгyт участвовать в сложной цепи реак­ций организма, в результате которых образуются новые молекулы, включая также и чрезвычайно реакционные способные - ”свободные радикалы”.

Химические изменения. В течение следующих миллионных долей секунды образовавшиеся свободные радикалы реагируют как друг с другом, так и с другими молекулами и через цепочку реакций, eщe нe изученных до конца, могут вызвать химическую модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормального функционирования клеток.

Биологические эффекты. Биологические изменения могут произойти как через несколько секунд, так и через 10 - летия после облучения и явиться причиной немедленной гибели клеток или таких изменений в них, которые могут привести к злокачественным новообразованиям.

Безопасная доза облучения для персонала атомной энергетики, медицинской, ветеринарной радиологии и др. (Нормы радиационной безопасности НРБ - 76) составляет 5 бэр/год. Для населения, которое не работает непосредственно с радиоактивными источниками, предельно - допустимая доза (ПДД) составляет 0,5 бэр/год. Эта величина состоит из 200 мбэр/год естественного фона и 300 мбэр/год техногенного фона и за 70 лет (среднюю продолжительность жизни человека) составляет 35 бэр. В Великобритании принята величина в 5 раз меньшая - 7 бэр.

В настоящее время хорошо изучено действие больших доз радиации (более 50 бэр). Определены ПДД, при облучении которыми человек не получит лучевой болезни.

 

ПДД, бэр Период облучения

50 1- 4 суток

100 1 месяц

200 3 месяца

300 1 год

_________________________________

Влияние малых доз облучения и химически токсичных радиоизотопов в настоящее время изучены недостаточно. Эффективным путем уменьшения поглощенной дозы облучения является избира­тельное связывание радионуклидов, перевод их в комплексные соединения с высокой константой устойчивости и ускорение выведения радиоактивных веществ из организма. Большинство практически важных радионуклидов склонно к образованию комплексов с различными химическими веществами, чаще всего кислотами. Наиболее активными являются аскорбиновая, янтарная и полиэтиленполиаминовые кислоты типа этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА).

Для предохранения от хронического облучения применяют радиопротекторы. Одним из эффективных радиопротекторов является РС-1-цистамин с фактором уменьшения дозы (ФУД) 2. Препарат РС-1 эффективен в диапазоне З5 - З00 рад. При дозе облучения 50 рад принимает 2 таблетки препарата. При продолжительности работы более четырех часов прием препарата повторяют.

 

ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Лазер или оптический кванто­вый генератор - это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, осно­ванный на использовании вынуж­денного (стимулированного) из­лучения.

Лазеры благодаря своим уникаль­ным свойствам (высокая направлен­ность луча, когерентность, монохроматичность) находят исключитель­но широкое применение в различ­ных областях промышленности, на­уки, техники, связи, сельском хо­зяйстве, медицине, биологии и др.

В основу классификации лазе­ров положена степень опаснос­ти лазерного излучения для об­служивающего персонала. По этой классификации лазеры раз­делены на 4 класса:

класс 1 (безопасные) - выходное излучение не опасно для глаз; класс II (малоопасные) - опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение;

класс III (среднеопасные) - опасно для глаз прямое, зеркально, а так­же диффузно отраженное излуче­ние на расстоянии 10 см от отража­ющей поверхности и (или) для кожи прямое или зеркально отраженное излучение;

класс IV (высокоопасные)- опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

В качестве ведущих критериев при оценке степени опасности генери­руемого лазерного излучения при­няты величина мощности (энергии), длина волны, длительность импуль­са и экспозиция облучения.

Предельно допустимые уров­ни, требования к устройству, размещению и безопасной экс­плуатации лазеров регламенти­рованы "Санитарными нормами и правилами устройства и экс­плуатации лазеров" № 2392-81, которые позволяют разрабатывать мероприятия по обеспечению бе­зопасных условий труда при рабо­те с лазерами. Санитарные нормы и правила позволяют определить величины ПДУ для каждого режима работы, участка оптического диа­пазона по специальным формулам и таблицам. Нормируется энерге­тическая экспозиция облучаемых тканей. Для лазерного излучения видимой области спектра для глаз учитывается также и угловой раз­мер источника излучения.

Предельно допустимые уровни облучения дифференцированы с учетом режима работы лазеров -непрерывный режим, моноимпуль­сный, импульсно-периодический.

В зависимости от специфики тех­нологического процесса работа с лазерным оборудованием может сопровождаться воздействием на персонал главным образом отра­женного и рассеянного излучения. Энергия излучения лазеров в био­логических объектах(ткань, орган) может претерпевать различные пре­вращения и вызывать органичес­кие изменения в облучаемых тканях (первичные эффекты) и неспеци­фические изменения функциональ­ного характера (вторичные эффек­ты), возникающие в организме в ответ на облучение.

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

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.

Электромагнитные излучения

Волновые процессы чрезвычайно широко распространены в природе. В природе существует два вида волн: механические и электромагнитные. Механические волны распространяются в веществе: газе, жидкости или твердом теле. Электромагнитные волны не нуждаются в каком-либо веществе для своего распространения, к которым, в частности, относятся радиоволны и свет. Электромагнитное поле может существовать в вакууме, т. е. в пространстве, не содержащем атомов. Несмотря на существенное отличие электромагнитных волн от механических, электромагнитные волны при своем распространении ведут себя подобно механическим.

Электромагни́тное излуче́ние (электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля (то есть, взаимодействующих друг с другом электрического и магнитного полей).

Среди электромагнитных полей вообще, порожденных электрическими зарядами и их движением, принято относить собственно к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием.

К электромагнитному излучению относятся радиоволны (начиная со сверхдлинных), инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое, рентгеновское и жесткое (гамма-)излучение.

Электромагнитное излучение способно распространяться в вакууме (пространстве, свободном от вещества), но в ряде случаев достаточно хорошо распространяется и в пространстве, заполненном веществом (несколько изменяя при этом свое поведение).