Інрфрачервоне випромінювання

Інфрачервоне випромінювання (ІЧВ) – частина електромагнітного спектра з довжиною хвилі 760 нм – 560 мкм, енергія якого при поглинанні викликає у речовині тепловий ефект. Джерела випромінювання поділяються на природні і штучні. До природних джерел ІЧВ належить природна інфрачервона радіація сонця. Штучними джерелами цього випромінювання є будь-які поверхні, температура яких вища за температуру поверхні, яка підлягає опромінюванню.

Ефект дії інфрачервоного випромінювання залежить від довжини хвилі, яка зумовлює глибину проникнення. У зв’язку з цим ІЧВ поділяється на три групи(згідно класифікації Міжнародної комісії з освітлення): А, В і С. Група А – короткохвильове, а групи В і С – довгохвильове. Найбільш активним є короткохвильове ІЧВ (760-1400 нм), оскільки володіє найбільшою енергією фотонів, здатних глибоко проникати в тканини організму й інтенсивно поглинатись водою, що знаходиться в тканинах.

Спектр ІЧВ (довгохвильові, короткохвильові) в основному залежить від температури джерела випромінювання: при температурі до 100С випромінюються довгохвильові промені, а при температурі більше 100С – короткохвильові.

Вплив ІЧВ на людину може бути загальним і локальним. Його дія зводиться до нагрівання шкіри, очей, до порушення діяльності ЦНС, серцево-судинної системи, органів травлення. Коли інтенсивність теплового опромінення перевищує допустиму величину, виникають теплові опіки різного ступеня, перегрівання всього організму, тепловий та сонячний удари. Інтенсивність інфрачервоного випромінювання вимірюється актинометрами, а спектральна інтенсивність випромінювання – інфрачервоними спектрографами типу ИКС-10, ИКС-12, ИКС-14 та радіометром – РАТ-2П.

Нормальними умовами, що відповідають санітарно-гігієнічним нормам, вважають такі, за яких інтенсивність опромінення працівників інфрачервоними променями не перевищує: 35 Вт/м2 при опромінюванні 50% і більше поверхні тіла, 70 Вт/м2 при опроміненні від 25 до 50% по-верхні тіла і до 140 Вт/м2 при випромінюванні від нагрітих поверхонь з використанням 3ІЗ. Концентрований пучок енергії не повинен перевищувати 1 Дж/см2/хв.

Допустима тривалість безперервного опромінення ІЧ променями та регламентованих перерв протягом години

Інтенсивність Тривалість періодів. Тривалість перерв, хв. Сумарне опромінення

І4-опромінення, безперервного протягом змі-ни, %

Вт/м2 опромінення, хв.

350 20,0 8 до 50

700 15,0 10 до 45

1050 12,0 12 до 40

1400 9,0 13 до 30

1750 7,0 14 до 25

2100 5,0 15 до 15

2450 3,5 17 до 15

До основних заходів та засобів зниження небезпечної та шкідливої дії ІЧ-випромінювання належать:

- удосконалення технологічних процесів та устаткування;

- раціональне розташування устаткування, що є джерелом інфрачервоного випромінювання;

- автоматизація та дистанційне керування технологічними процесами;

- застосування теплоізоляції устаткування та захисних екранів, ко-зирків, кабін, тощо;

- раціональний режим праці та відпочинку;

- використання засобів індивідуального захисту.

67. У льтрафіолетове випромінювання

Ультрафіолетове випромінювання (УФВ) —  частина електромагнітного спектра з довжиною хвилі 200–380 нм. За біологічною  дією УФВ поділяють на три види:    УФВ з довжиною хвилі 380–315 нм, характеризується  відносно  слабкою  біологічною  дією;  УФВ з  довжиною  хвилі 315–280 нм,  володіє  вираженою  біологічною  дією;  УФВ з  довжиною хвилі 280–200 нм, активно діє на тканинні білки і ліпіди, володіє вираженою бактеріальною дією.Особливістю  УФВ є  висока  сорбійність —  його  поглинає  більшість тіл.  Це випромінювання  становить  близько 5%  щільності  потоку  соняч- ного випромінювання, є життєво необхідним фактором, який сприятливо впливає на організм, знижує чутливість організму до деяких негативних впливів.  Оптимальні  дози  УФВ активізують  дію  серця,  обмін  речовин, підвищують активність ферментів, сприяють синтезу вітаміну D шкірою, чинять  антирахітичну  і  бактерицидну  дію.  УФВ з  надкороткою  довжи- ною хвилі має дуже велику енергію і є згубним для всього живого, але в нормальних екологічних умовах ці хвилі поглинаються озоновим шаром атмосфери і до поверхні землі не доходять.

Штучними  джерелами  ультрафіолетового  випромінювання  є:  електрозварювання, апаратура електрозв’язку, станції радіомовлення.

Випромінювання  штучних  джерел  може  бути  причиною  гострих  і хронічних  професійних  захворювань.  Найбільш  уразливими  тут  стають очі, шкіра. Гострі ураження очей, так звані електроофтальмії, становлять собою  гострий  кон’юнктивіт  з  відповідними  симптомами.  Дія  УФВ на шкіру викликає дерматити, екзему, злоякісні пухлини. Внаслідок впливу ультрафіолетового  випромінювання  виникають  загальнотоксичні  симптоми —  головний  біль,  запаморочення,  підвищена  втома,  нервове  збудження.  Для  вимірювання  інтенсивності  УФ-випромінювання  використовують радіометр УФР-21.

Вплив  УФВ на  людину  оцінюється  якісною  еритемною  дією,  тобто почервонінням шкіри (після 48 годин).. Для біологічних цілей потужність УФВ оцінюється еритемним потоком. Одиницею випромінювання пото- ку є ер. Один ер-це видимий потік, який відповідає потоку випроміню- вання з довжиною хвилі 297 нм і потужністю 1 Вт. Еритемна освітленість виражається  в  ер/м2,  а  доза —  в  ер/год/м2.  На промислових  підприєм- ствах інтенсивність ультрафіолетового опромінювання не повинна пере вищувати  максимальну  добову  дозу — 60 мер/м2 для  УФВ з  довжиною хвилі понад 280 нм. 

Допустимі значення інтенсивності ультрафіолетових випромінювань

Області ультрафіолетових випромінювань (діапазони довжин хвиль)	Допустима інтенсивність, Вт/м2
УФА (400–320 нм)	10,0
УФВ (320–280 нм)	0,01
УФС* (280–220 нм)	0,001

* частина області УФС

При використанні спецодягу та засобів захисту очей, обличчя і рук, що не пропускають випромінювання, допустима інтенсивність випромінювання в діапазоні хвиль 320–280 нм не повинна перебільшувати 1  Вт/м2.

Захист  від  надмірної  дії  УФВ досягається  раціональним  розташуванням робочих місць,    екрануванням джерел випромінювання й робочих місць.  Матеріалом  для  екранування  слугують  світлофільтри,  непрозорі  металеві, пластикові листи.  Добре захищає від дії УФП флінт глас. Для  індивідуального  захисту  використовують  спецодяг,  рукавички, окуляри зі світлофільтром.

Природним джерелом УФВ є сонце інтенсивність якого біля поверхні землі не є постійною, а залежить від широти місцевості, періоду року, стану погоди, та ступеня прозорості атмосфери.

Штучним джерелом УФВ є газорозрядні лампи, електричні дуги, лазери та ін.

УФВ надходить у виробничі приміщення від джерела з температурою понад 1200 С, це перш за все електродугові й плазмові процеси, дугове електрозварювання, електроплавлення сталі, експлуатація оптичних квантових генераторів, робота з ртутно-кварцовими лампами і т. ін.

УФВ характеризується двоякою дією бо має як позитивне так і негативне значення.

УФВ має бактерицидний ефект, унаслідок чого відбувається санація повітряного середовища, води, грунтів, обеззаражування харчових продуктів, що дає можливість збільшити термін їх зберігання та свіжість.

УФВ є неспецифічним стимулятором фізіологічних функцій організму, що чинить сприятливу дію на обмінні процеси, на імунобіологічний стан людини, що сприяє підвищенню її захисних сил.

Біологічна активність УФ сонячного спектра є достатньою для нормального функціонування організму. Однак при її недостатності вражається нервова система, органи кровотворення, зменшується працездатність та опір організму простуді (робітники метрополітену, мешканці півночі і ін.).

Інтенсивне УФВ призводить до розвитку вираженої еритеми з набряком шкіри, що супроводжується підвищенням температури тіла, головним болем, дерматитом та утворенням пухирів.

Найбільш частим ураженням очей є електрофтальмія, яка супроводжується набряком кон’юктиви, світлобоязню і сльозотечею.

Для захисту від УФВ застосовують екрани, хімічні речовини, що поглинають промені. Ефективним захистом є спецодяг, виготовлений із тканини, що мало пропускає УФВ, а для захисту очей спецокуляри із захисним склом.

З організаційних заходів має значення раціональний режим праці та відпочинку, відповідне розташування робочих місць та віддалення працівників від потужних джерел УФВ. Для вимірювання інтенсивності УФВ використовують радіометр УФР-21.

Лазерне випромінювання

Лазером називають оптичний квантовий генератор. Особливістю лазера є його спрямованість, що дозволяє отримати енергію великої щільності(10 -10 Вт/см ).

Лазерне випромінювання використовують для локації супутників, телебачення, освітлення великих площ, свердління отворів в грунтах, металообробці на геодезичних роботах і т. ін.

Лазери генерують випромінювання ультрафіолетового, видимого та інфрачервоного діапазонів, а за характером генерації поділяються на імпульсні (з тривалістю випромінювання до 0,25с) та безперервні (понад 0,25с).

Нормованими параметрами лазерного випромінювання є відношення потужності до площини поверхні(Вт/см ), або щільність енергії на одиницю поверхні(Дж/см ).

Залежно від режиму роботи лазерне випромінювання розсіюється в оточуючому просторі, а особливо небезпечним є дзеркально відбитий промінь для зорової функції людини.

Ступінь потенційної небезпеки залежить від:

· потужності джерела;

· довжини хвилі;

· тривалості імпульсу;

· відбиття й розсіювання променів і т. ін.

Потужний потік лазерної енергії може спричиняти серйозні ураження через теплову, механічну та електричну дію.

Опромінення спричиняє порушення діяльності центральної нервової системи, серцево-судинної системи, ендокринних залоз, призвести до згортання або розпаду крові і т. ін.

Під дією лазерного випромінювання рідина, що оточує біологічні структури, миттєво випаровується, унаслідок чого піднімається тиск, що призводить до виникнення ударної хвилі, яка спричиняє механічну травму. Відбувається не тільки опік, а й розрив тканини, що особливо небезпечно для очей. Тиск у лазерного променя може становити сотні тисяч Паскалів унаслідок великої його потужності.

Найбільшу частину опромінення сприймає шкіра, що призводить до виникання опіків різного ступеня – від почервоніння до некрозу. Глибина проникання променів залежить від пігментації шкіри, чим вона темніша, тим глибина проникнення менша.

При розробці заходів безпеки враховують специфіку лазерного устаткування, перелік та аналіз всіх можливих потенційних небезпек (інтенсивний шум, гучні “хлопки накачки”, іонізацію повітря, виникнення озону) і шкідливих чинників. Для цього складається план приміщення із зображенням на ньому просторово-енергетичної ситуації, прямих і можливо відбитих лазерних променів.

Для очистки повітря використовують загальнообмінну вентиляцію. Приміщення фарбують у кольори з малим коефіцієнтом відбиття (4% відбитих склом променів досить для ураження сітківки ока). Робота має проводитись за умов сильного освітлення, щоб зіниця ока мала мінімальний розмір.

Важливе значення має автоматизоване управління й дистанційне спостереження за роботою установок. Допуск у приміщення де є лазерні установки, дозволяється тільки особам, що безпосередньо на них працюють.

При роботі використовують одяг і рукавиці з непроникної чорної тканини з невеликою кількістю відкритих частин тіла.

Для оцінки лазерного випромінювання, використовують колориметри, фотоелектричний, актинометричний та інші методи.

За ступенем небезпеки лазери поділяються на 4 класи:

1-й клас - абсолютно безпечні лазери;

2-й клас - небезпечні лазери у разі опромінення очей і шкіри цілеспрямованим потоком, але безпечні при дифузному віддзеркаленні їх променів як для очей, так і для шкіри;

3-й клас - небезпечні лазери у разі цілеспрямованого потоку променів для очей і шкіри, а у разі дифузного віддзеркалення – лише для очей;

4-й клас - небезпечні лазери для очей і шкіри на відстані 10 см від віддзеркалюючої поверхні, як при цілеспрямованому потоку, так і при дифузному віддзеркаленні.

Методи захисту від лазерного опромінення поділяються на організаційні, інженерно-технічні та планувальні, а також включають використання засобів індивідуального захисту.

Мета організаційних методів захисту – не дати можливості людям потрапляти до зони, де працює лазерна установка. Небезпечна зона має бути чітко обмеженою й огородженою непрозорими екранами, а оператори повинні дотримуватись санітарних норм і правил при роботі з лазерами.

Інженерно-технічні методи захисту передбачають зменшення потужності лазерного променя та його екранізацію капітальною, невіддзеркалюючою, вогнестійкою стіною.

Оптичні квантові генератори повинні відповідати експлуатаційній документації. В паспорті мусять бути вказані: довжина хвилі(мкм); потужність енергії(Вт, Дж); тривалість імпульсу(с); частота імпульсу(Гц); початковий діаметр(см); росходимість пучка(ряд); клас лазера. Окрім паспорта на лазер повинна бути інструкція з експлуатації, техніки безпеки, виробничої санітарії(для лазерів II – IV класів).

Планові методи захисту ґрунтуються на створенні умов, за яких світловий лазерний промінь втрачав би свою шкідливу дію на око (яскраве освітлення приміщення, світлі тони фарбування стін та стелі).

Лазер IV класу небезпеки повинен розміщуватись в окремому приміщенні, стіни і стеля повинні мати покриття з високим коефіцієнтом поглинання, а в приміщенні не повинно бути предметів віддзеркалювання.

До засобів індивідуального захисту належать захисні окуляри із світлофільтрами, маски, щитки, рукавички, спецодяг.