ОРБ Лекция № 8x

Лекция № 8. Защита от лазерного излучения.
Лазерное излучение - это электромагнитное излучение, генерируемое в диапазоне
длин волн 0,2...1000 мкм. Если рассматривать его биологическое действие, то
данный диапазон волн можно разбить на следующие области:
1- ультрафиолетовую 0,2 - 0,4 мкм; 2- видимую 0,4 - 0,75 мкм; 3- инфракрасную
0,75 - 1 мкм; 4- дальнюю инфракрасную - свыше 14 мкм.
Источниками лазерных излучений являются лазеры. Лазеры нашли свое
применение в системах передачи информации и наведения, в измерительной
технике, медицине, их используют при плавке, сварке и резке твердых
материалов.
Лазер - это генератор когерентного (согласованного во времени)
электромагнитного излучения, излучающей все волны в одной фазе.
Лазерное излучение обладает высокой удельной мощностью Вт/смг), луч его
может быть сфокусирован при помощи линз до размера 0,01 мм. Лазерные лучи
образуются за счет возбуждения некоторых оптически активных материалов, их
атомы легко возбуждаются при облучении вещества светом. Такими активными
материалами могут быть: рубин, газы, полупроводники, некоторые жидкости.
При воздействии лазерного луча электроны оптически активных материалов
переходят на более высокий энергетический уровень, отдают энергию в виде
излучения света определенной длины, затем вновь возвращаются на свой низкий
уровень.
Лазерное излучение делят на:
• прямое (заключенное в ограниченном телесном угле);
• рассеянное (рассеянное от вещества, находящегося в составе среды, сквозь
которую проходит лазерный луч);
• зеркально-отраженное (отраженное от поверхности под углом, равным углу
падения излучения);
• диффузно-отраженное (отражается от поверхности по всевозможным
направлениям).
Персонал, обслуживающий лазеры, подвергается воздействию следующих
опасных и вредных производственных факторов:
• прямое лазерное излучение;
• отраженное и рассеянное лазерное излучение;
• световое излучение от импульсных ламп накачки и зоны взаимодействия
лазерного излучения с материалами мишени;
• ультрафиолетовое излучение от ламп накачки;
• шум (иногда до 100 дБ);
• вибрация;
• ионизирующие излучение;
• электромагнитные поля ВЧ и СВЧ - диапазона от генераторов накачки;
• высокое напряжение в электрической цепи питания ламп накачки, поджига и
газового разряда; • инфракрасное излучение и тепловыделение от оборудования и
нагретых поверхностей;
• запыленность и загазованность рабочей зоны продуктами взаимодействия
лазерного луча с мишенью;
• токсичные вещества, используемые в конструкции лазера.
Степень воздействия лазерного излучения на организм человека зависит:
• от интенсивности излучения;
• частоты повторения импульсов;
• времени воздействия;
• от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и
органов.
На различные органы лазерное излучение действует избирательно. Под
действием лазерного излучения могут наблюдаться различные функциональные
изменения нервной, сердечнососудистой системы, артериального давления,
увеличение утомляемости, снижение работоспособности.
8.1 Классификация лазеров по степени опасности.
Нормирование лазерного излучения производится по СанПиН 5804 - 91
«Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров».
Предельно допустимые уровни лазерного излучения установлены для двух
условий облучения - однократного и хронического при облучении глаз и кожи.
За предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерных излучений принимаются
энергетические экспозиции Н облучаемых тканей.
ПДУ - уровни лазерного облучения, которое при ежедневной работе не вызывает
у работающего заболеваний или отклонений в состоянии здоровья,
обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы или в
отдаленные сроки. ПДУ относятся к спектральному диапазону от 0,2 до 20 мкм и
регламентируются на роговице, сетчатке и коже в зависимости от длины волны λ,
длительности импульса ῖ , частоты повторения импульсов ʄ , длительности
воздействия.
По степени опасности генерируемого излучения лазеры подразделяются на
четыре класса:
Лазер I класса - это полностью безопасный лазер.
Лазер II класса - его выходное излучение опасно при облучении кожи или глаз
человека коллимированным пучком. (Коллимированное лазерное излучение лазерное излучение, заключенное в ограниченном телесном угле). Диффузноотраженное излучение безопасно и для кожи и для глаз.
Лазер III класса - выходное излучение опасно при облучении глаз
коллимированным и диффузно-отраженным излучением на расстоянии 10 см от
отражающей поверхности и при облучении кожи коллимированным излучением.
Лазер IV класса - диффузно-отраженное излучение представляет опасность для
глаз и кожи.
8.2. Средства защиты от лазерных излучений.
Средства защиты должны снижать уровни лазерного излучения, действующего
на человека до величины ниже ПДУ. Они не должны уменьшать эффективность
технологического процесса и работоспособность человека.
Средства защиты от лазерного излучения подразделяются на коллективные и
индивидуальные. Средства коллективной защиты должны соответствовать
требованиям ГОСТ 12.4.011 - 89 из системы стандартов безопасности труда.
Средства индивидуальной защиты должны соответствовать ГОСТ 12.4.011 -89 и
маркироваться в соответствии с ГОСТ 12.4.115 - 82.
К средствам индивидуальной защиты от лазерного излучения относят:
• средства защиты глаз и лица: защитные очки, щитки, насадки;
• средства защиты рук;
• специальную одежду.
В зависимости от класса опасности завод-изготовитель снабжает лазерную
установку определенными средствами защиты.
Лазеры III и IV классов снабжены экранами из огнестойкого неплавящегося
материала. Лазеры II-IV классов - сигнальными устройствами. Лазеры IV класса в
эксплуатацию должна иметься следующая документация:
• паспорт на лазерное изделие;
• инструкция по эксплуатации и технике безопасности;
• утвержденный план размещения лазерных изделий;
• санитарный паспорт.
При обслуживании лазерных установок необходимо предусматривать
организационные, технические, планировочные, санитарно-гигиенические меры
безопасности.
Приведение лазеров в рабочее положение блокируется с установкой экрана. В
зоне основного луча лазера исключается пребывание людей.
Лазеры IV класса размещают в отдельных помещениях, где стены и потолок
имеют матовую поверхность.
Для лазеров III-IV классов измеряют уровни шума и вибрации на рабочем месте.
Для лазеров IV класса контролируют интенсивность ЭМП, ионизирующего
излучения и наличие токсичных веществ. При работе с ними используют
защитные маски.
Юстировку (совокупность операций по регулировке оптических элементов
лазерного изделия для получения требуемых пространственно-энергетических
характеристик лазерного излучения) лазеров проводят в спецодежде и защитных
очках.
8.3 Практические рекомендации по оказанию первой помощи при
неблагоприятном воздействии лазера .
1. Повреждение глаза.
1) Повреждение роговицы.
Симптомы: боль в глазах, спазм век, слезотечение, гиперемия слизистых век и
глазного яблока. Первая помощь - наложение стерильной повязки на
пострадавший глаз и направление пострадавшего в глазной стационар.
2) Повреждение сетчатки.
Симптомы: при легкой степени повреждения на глазном дне наблюдаются
небольшой участок помутневшей сетчатке; при тяжелой степени имеет участок
некроза (омертвения) сетчатки, разрыв ее тканей, выброс сетчатки в стекловидное
тело, кровоизлияние в сетчатку.
Первая помощь - внутривенное введение 40% раствора глюкозы в количестве 20
мл с добавлением 0,1 % раствора супрастина в количестве 2 мл или внутривенное
введение 10% хлористого натрия в количестве 10 мл, внутрь -димедрол - 0,1 г.
После оказания первой помощи пострадавшего отправляют в дневной стационар.
3) Поражение кожи.
Ожоги кожи лазерным излучением могут быть разделены по глубине поражения
на четыре степени:
1) степень - эритема кожи (покраснение);
2) степень - появление пузырей;
3 а) степень - некроз поверхностных слоев кожи;
3 6) степень - некроз всей толщи кожи;
4) степень - некроз тканей на различной глубине за пределами кожи.
Первая помощь:
• в случае возгорания одежды быстро потушить пламя и удалить тлеющий
текстильный материал; • незамедлительно охладить участок поражения кожи
(вода, лед) на несколько минут, что позволит снизить на одну степень глубину
ожога;
• наложить сухую стерильную повязку;
• при глубоких и обширных ожогах кожи необходимо ввести обезболивающие
средства (промедол 2 % - 1 мл);
• направить пострадавшего к хирургу в ближайшее лечебное заведение.
К работе с лазерными изделиями допускаются лица, достигшие 18 лет и не
имеющие медицинских противопоказаний. В соответствии с приказом
Министерства здравоохранения России персонал, обслуживающий лазерные
установки, должен проходить предварительные и периодические осмотры не реже
1 раза в год.
8.4 Ультрафиолетовое излучение.
Естественным источником ультрафиолетового излучения (УФИ) является Солнце.
Невидимые ультрафиолетовые (УФ) лучи появляются в источниках излучения с
температурой выше 1500°С и достигают значительной интенсивности при
температуре более 2000°С. Искусственными источниками УФ являются
газоразрядные источники света, электрические дуги (дуговые электропечи,
сварочные работы), лазеры и др.
В условиях производства УФ - облучению подвергаются:
• рабочие, занятые электрогазосваркой и резкой металла, плазменной обработкой
металла, дефектоскопией, плавкой металлов и минералов с высокой температурой
плавления в электрических, диабазовых стекольных и других печах, занятые
производством ртутных выпрямителей, испытатели изоляторов и др.;
• технический и медицинский персонал физиотерапевтических кабинетов,
работающий с ртутно-кварцевыми лампами при светокопировании, стерилизации
воды и продуктов;
• сельскохозяйственные, строительные, дорожные рабочие и другие
профессиональные группы (особенно в летний период года).
8.5 Биологическое действие на человека
Различают три участка спектра УФИ, имеющего различное биологическое
воздействие: слабое биологическое воздействие имеет УФИ с длиной волны 0,390,315 мкм; противорахитичным действием обладает УФИ в диапазоне 0,315-0,28 4
мкм; УФИ с длиной волны 0,28-0,2 мкм обладает способностью убивать
микроорганизмы.
Биологическое действие УФ - лучей положительно влияет на организм человека:
оказывает благоприятное стимулирующее действие и является стимулятором
основных биологических процессов.
При УФ - облучении малыми дозами происходит повышение тонуса
гормональных систем; нормализуется артериальное давление; снижается уровень
холестерина; снижается проницаемость капилляров; нормализуются все виды
обмена; боле интенсивно выводятся химические вещества (марганец, ртуть,
свинец) из организма и уменьшается их токсическое действие; повышается
сопротивляемость организма; снижается заболеваемость; в частности
простудными заболеваниями; повышается устойчивость к охлаждению;
снижается утомляемость; повышается работоспособность.
Однако УФИ от производственных источников, в первую очередь от
электросварочных дуг, может стать причиной острых и хронических
профессиональных поражений. Избыток, как и недостаток этого вида излучения,
представляют собой опасность для человека. Воздействие на кожу больших доз
УФИ вызывает кожные поражения - острые дерматиты с эритемой, иногда
отеком, вплоть до образования пузырей, гиперпигментацию и шелушение кожи.
При воздействии повышенных доз УФИ на центральную нервную систему
характерны головная боль, тошнота, головокружение, повышение температуры
тела, повышенная утомляемость, нервное возбуждение. УФ лучи с длиной волны
менее 0,32 мкм, действуя на глаза, вызывают заболевание, называемое электроофтальмией: человек уже на начальной стадии этого заболевания ощущает
резкую боль и ощущение песка в глазах, ухудшение зрения, головную боль.
Заболевание сопровождается обильным слезотечением, а иногда светобоязнью и
поражением роговицы. Через один - два дня заболевание проходит, если
воздействие УФИ прекращается.
Важное гигиеническое значение имеет способность УФИ производственных
источников изменять газовый состав атмосферного воздуха, т.е. ионизировать его.
При этом в воздухе образуются озон и оксид азота. Эти газы обладают высокой
токсичностью и могут представлять профессиональную опасность, особенно при
выполнении работ, сопровождающихся УФИ, в ограниченных, плохо
проветриваемых помещениях или замкнутых пространствах.
Интенсивность УФИ нормируется СН 4557 - 88 «Санитарные нормы
ультрафиолетового излучения в производственных помещениях».
8.6 Средства защиты .
Защитные меры предусматривают средства отражения УФИ, защитные экраны и
средства индивидуальной защиты кожи и глаз.
При использовании в производственном помещении сразу нескольких
генераторов возникает отражённое действие излучения на работающих, которое
может быть значительно ослаблено путем окраски стен с учетом коэффициента
отражения.
Для защиты от повышенной инсоляции применяются различные типы защитных
экранов - физических и химических. Физические экраны представляют собой
разнообразные преграды, загораживающие или рассеивающие свет. Защитным
действием обладают различные кремы, содержащие поглощающие ингредиенты,
например бензофенон.
Защитная одежда из поплина или других тканей должна иметь длинные рукава и
капюшон. Глаза защищаются специальными очками со стеклами, содержащими
оксид свинца.
8.7 Электростатическое поле.
Статическое электричество - это совокупность явлений, связанных с
возникновением, сохранением и уменьшением свободного электрического заряда
на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ,
материалов, изделий или на изолированных проводниках.
Постоянные электрические, или электростатические поля (ЭСП) образуются при
деформации, дроблении (разбрызгивании) веществ, относительном перемещении
двух находящихся в контакте тел, слоев жидких и сыпучих материалов, а также
вследствие индукции.
ЭСП широко используются в промышленности при электрической очистке газов
в электрофильтрах и электростатической сепарации руд и материалов, для
электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов, при
электроворсованнии и в других производственных процессах.
ЭСП создаются в технологических установках при различных технологических
процессах.
8.8 Действие электростатического поля.
ЭСП оказывает наибольшее действие на нервную, сердечнососудистую и
лимфатическую системы организма, вызывая нарушения координации
физиологических и биохимических процессов через нервную систему и жидкие
среды организма (кровь, лимфа, тканевая жидкость). Люди, работающие в зоне
воздействия ЭСП, предъявляют разнообразные жалобы - раздражительность,
головную боль, нарушение сна, снижение аппетита.
Кроме этого, статическое электричество опасно тем, что может вызвать искровой
разряд, который, в свою очередь, может явиться причиной несчастного случая,
пожара или взрыва.
Статическое электричество может стать, причиной аварий, создавая помехи и
вызывая технологические дефекты в электронных приборах контроля и
управления.
Допустимые уровни напряженности ЭСП установлены стандартом ГОСТ
12.1.045-84 «ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих
местах и требования к проведению контроля», который распространяется на ЭСП,
создаваемые при эксплуатации электроустановок высокого напряжения
постоянного тока и электризации диэлектрических материалов, и устанавливает
допустимые уровни напряженности ЭСП на рабочих местах персонала, а также
общие требования к проведению контроля и средствам защиты.
8.9 Защита от электростатических полей.
Наиболее распространенные методы защиты от статического электричества уменьшение интенсивности генерации электростатических зарядов; отвод их с
наэлектризованного материала, нейтрализация.
Интенсивность генерации зарядов можно уменьшить путем:
• соответствующего подбора пар трения;
• смешивания (если это возможно) материалов таким образом, чтобы в результате
трения или разрушения один из смешанных материалов нес заряд одного знака, а
второй - другого;
• изменения технологического режима обработки материалов (уменьшение
скоростей обработки, скоростей транспортирования и слива диэлектрических
жидкостей, уменьшение сил трения).
Отвод уже образовавшихся зарядов статического электричества чаще всего
производится за счет заземления электропроводящих частей производственного
оборудования. Эффективность заземления повышается при увеличении
поверхностной или объемной проводимости диэлектриков. Заземление
проводится независимо от применения других методов защиты, а сопротивление
заземляющего устройства должно быть не более 100 Ом.
Эффективное средство защиты - увеличение влажности воздуха до 65-75 %, когда
это возможно по условиям технологического процесса.
Нейтрализация зарядов статического электричества осуществляется за счет ионов
с противоположным знаком, которые образуются с применением радиоактивных
изотопов.
Индивидуальным средством защиты от статического электричества является
ношение антистатической обуви, а нтистатического халата, заземляющих
браслетов для защиты рук и использовании других средств, обеспечивающих
электростатическое заземление тела человека.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Источники и характеристики ЭМП.
2. Биологическое воздействие ЭМП на человека.
3. Нормативные документы по определению допустимого уровня напряженности
электростатических полей.
4. Методы защиты от электромагнитных полей.
5. Лазерное излучение и его воздействие на человека
6. Гигиеническое нормирование и средства защиты от лазерного излучения.
7 УФ излучение и средства защиты от него.
8. Электростатическое поле, его воздействие на рабочих местах и средства
защиты от статического электричества.