Запорожець О.І., Протоєрейський О.С., Франчук Г.М., Боровик І.М. Основи охорони праці

Подождите немного. Документ загружается.

Частина ІІ. Основи фізіології, гігіени праці та виробничої санітарії

з УВЧ чи ВЧ генераторами, або в зоні випромінювання в процесі

роботи з НВЧ генераторами (зона індукції до 16 см).

Таблиця 5.1

Діапазони розподілу радіохвиль і відстані умовного поділу зон

індукції і випромінювання (для максимальних довжин хвиль)

Радіолокація Радіозв’язок, телебачення

надвисокі

частоти

ультрависокі

частоти

високі

частоти

мілі-

метрові

хвилі

1– 10мм

сантимет-

рові хвилі

1– 10 см

децимет-

рові

хвилі

0,1 – 1 м

ультра-

короткі

хвилі

1– 10 м

короткі

хвилі

10 –100 м

середні

хвилі

0,1– 1 км

довгі

хвилі

1– 3 км

від

300000

до 30000

МГц

від 30000

до 3000

МГц

від 3000

до 300

МГц

від 300

до 30

МГц

від 30

до 3

МГц

від 3

до 300

МГц

від 300

до 100

КГц

1,6 мм 1,6 см 16 см 1,6 м 16 м 160 м 480 м

Випромінювання високих частот зумовлює в організмі зміну

умовнорефлекторної діяльності (гальмування умовних і безумов-

них рефлексів), падіння кров'яного тиску, уповільнений пульс. По-

стійний вплив опромінення і особливо надвисоких частот (НВЧ)

може призвести до стійких функціональних змін у центральній не-

рвовій і серцево-судинній системах.

Коли людина потрапляє в зону випромінювання, енергія ЕМП

частково поглинається тілом людини. Під дією ВЧ полів у ткани-

нах виникають ВЧ струми, що супроводжуються тепловим ефек-

том. Електромагнітні поля при тривалому впливі можуть викли-

кати підвищену стомлюваність, дратівливість, головний біль чи

сонливість, порушення сну, зниження кров'яного тиску, зміну тем-

ператури тіла та інш., пов'язаних з розладом центральної нервової

і серцево-судинної систем. Поля НВЧ, особливо сантиметрового

і міліметрового діапазонів, викликають також зміни в крові, по-

мутніння кришталика (катаракта), погіршення нюху, а в окремих

випадках – трофічні явища: випадіння волосся, ламкість нігтів та

інш.

Порушення органів людини, зумовлені впливом ЕМП, є обо-

ротними, якщо припинити опромінення; але варто враховувати, що

Основи охорони праці

оборотність функціональних зрушень не є безмежною і, зазвичай,

визначається інтенсивністю опромінення, тривалістю впливу, а та-

кож індивідуальною особливістю організму. Тому профілактика

професійних захворювань повинна передбачати, поряд з розробкою

технічних засобів захисту, організаційні заходи.

5.2. Нормування електромагнітних випромінювань

радіочастотного діапазону

Стандартом ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ «Электромагнитные поля

радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования

к проведению контроля» встановлені допустимі рівні впливу ЕМП

радіочастот. Електромагнітні поля радіочастот варто оцінювати в

діапазоні частот 60 КГц–300 МГц – напруженістю електромаг-

нітної складової поля; у діапазоні частот 300 МГц–300 ГГц – по-

верхневою густиною потоку енергії випромінювання (далі густина

потоку енергії (ГПЕ) випромінювання) і створюваного цим пото-

ком енергетичного навантаження (ЕН).

Енергетичне навантаження являє собою сумарний потік енергії,

яка проходить через одиницю поверхні, що опромінюється за час дії

Т і виражається добутком ГПЕ Т.

Можуть бути допущені рівні вище зазначених, але не більше,

ніж у два рази у випадках, коли час впливу ЕМП на персонал не

перевищує 50 % тривалості робочого дня.

Напруженість ЕМП у діапазоні частот 60 кГц–300 МГц на ро-

бочих місцях персоналу протягом робочого дня не повинна переви-

щувати встановлених гранично допустимих рівнів (ГДР):

за електричною складовою, В/м

для частот від 60 кГц–до 3 МГц .............. 500

для частот понад 3 – до 30 МГц .............. 300

для частот понад 30 – до 50 МГц ............ 80

за магнітною складовою, А/м

для частот від 60 кГц – до 3,0 МГц ......... 50

Гранично допустимі величини ГПЕ ЕМП у діапазоні частот 300

МГц-300 ГГц на робочих місцях персоналу варто визначати, виходя-

чи з допустимої ЕН на організм з урахуванням часу впливу за фор-

мулою:

Частина ІІ. Основи фізіології, гігіени праці та виробничої санітарії

де: ГПЕ – гранично допустимі значення ГПЕ, Вт/м

(мВт/см

мкВт/см

); ЕН

гду

– нормативна величина ЕН, яка дорівнює: 2Втгод/

(200 мкВт год/см

) для усіх випадків опромінення, крім опромі-

нення від обертових і скануючих антен; 20 Вт год/м

(2000 мкВт год/

см

) для випадків опромінення від обертових і скануючих антен з час-

тотою обертання чи сканування не більше ніж 1 Гц і шпаруватістю не

менше 50; Т – час перебування в зоні опромінення за робочу зміну,

год. (без урахування режиму обертання чи сканування антен).

Максимальне значення ГПЕ

гдр

не повинно перевищувати 10 Вт/м

(1000 мкВт/см

Санітарними правилами передбачена обов'язкова періодичність

перевірки на робочих місцях рівня ГПЕ, створюваного джерелами НВЧ

опромінення. Перевірки повинні бути не рідше одного разу за рік.

5.3. Захист від впливу електромагнітних полів

Основними шляхами при розробці засобів захисту від впливу

ВЧ і НВЧ полів є:

1) Зменшення ГПЕ випромінювання безпосередньо від самого

джерела, є найефективнішим засобом захисту обслуговуючого

персоналу, що регулює, настроює й проводить випробування

передавачів радіолокаційних станцій і генераторів НВЧ. Для

цього замість антени підключають погоджене з вихідним кас-

кадом передавача навантаження – еквівалент антени (поглинач

потужності). В еквіваленті антени генеруюча енергія цілком по-

глинається, не порушуючи режим роботи генератора НВЧ. По-

глинаючі елементи еквівалентів антен виконують клинчастої,

східчастої або конусоподібної форми. Випромінювання НВЧ

енергії в простір при застосуванні еквівалентів антен зменшу-

ється більше, ніж на 50дБ, тобто в 100000 разів порівняно з ви-

промінюванням за допомогою антени;

2) Зменшення інтенсивності ЕМП у робочій зоні НВЧ може здій-

снюватись шляхом екранування джерел випромінювання мета-

левими суцільними і сітчастими екранами. Інтенсивність випро-

мінювання може бути знижена також за допомогою поглинаючих

покриттів. Електромагнітне поле в металевому екрані наводить

Основи охорони праці

вихрові струми, що створюють ЕМП, протилежне екрану. Тов-

щину суцільного металевого екрана вибирають з конструктив-

них міркувань, тому що глибина проникнення електромагнітної

ВЧ і НВЧ енергії невелика. Екран товщиною 0,01 мм послабляє

енергію поля на 50 дБ (у 100000 разів). Саме тому, як матеріал

екрана застосовують фольгу.

Генератори НВЧ енергії можуть екрануватися цілком (замкну-

тий екран) чи частково (незамкнутий екран). Якщо біля джерела

випромінювання є ненаправлене паразитне випромінювання неве-

ликої інтенсивності, наприклад, витік через нещільності фланцевих

сполук хвилеводних трактів, вентиляційні щілини і т. ін., то екрану-

ють джерело випромінювання цілком (рис.5.1,а). Якщо ж випромі-

нювання гостронаправлене, то застосовуються незамкнені екрани, у

яких енергія НВЧ поглинається в покритті (рис.5.1, б), не проника-

ючи за бічні і задню стінку екрана;

Рис.5.1. Екрани: а – повне екранування; б – незамкнений екран; в – кожух,

що екранує; 1 – металева конструкція; 2 – нерухомий кожух; 3 – поглина-

ючі покриття.

3) Поглинаючі екрани (покриття) застосовуються у випадках, коли

відбита електромагнітна енергія від внутрішніх поверхонь суціль-

них металевих екранів може істотно порушити режим роботи НВЧ

генератора. Тому поглинаючі покриття повинні по можливості ціл-

Частина ІІ. Основи фізіології, гігіени праці та виробничої санітарії

ком поглинати енергію. Це досягається відповідним підбором ді-

електричної і магнітної проникності поглинаючого матеріалу. Як

поглинаючі покриття застосовують гумові килимки з конічними

шипами В2Ф-2, В2Ф-1, що поглинають електромагнітну енергію в

діапазоні 0,8-4 см; магнітоелектричні пластини ХВ-0,8, ХВ-2,0, ХВ-

3,2, ХВ-10,6 – поглинаються хвилі 0,8-10,6 см; поглинаючі покрит-

тя на основі поролону ВРПМ, поглинають хвилі в діапазоні 0,8-3

см. Для послаблення щільності потоку потужності НВЧ випромі-

нювання на 20-30 дБ (10

-10

разів) застосовують сітчасті метале-

ві екрани. Стики між металевими листами повинні з'єднуватися

електрично надійно пайкою чи зварюванням по всьому периметру,

а знімні чи рушійні частини екранів (двері, оглядові вікна) повинні

мати електричний контакт із нерухомою частиною екрана;.

4) Екранування робочого місця передбачають у тих випадках, коли

зниження інтенсивності випромінювання безпосередньо біля

джерела чи його екранування зумовлює технічні ускладнення.

Екранування робочого місця виконують у вигляді незамкнено-

го екрана чи спеціальної кабіни, звідки керують роботою чи на-

строюванням установки.

5) Індивідуальні засоби захисту від ЕМП НВЧ використовують

спеціальний одяг – комбінезони, халати, каптури. Матеріалом

для цього одягу служить бавовняна тканина з тонкими мета-

левими нитками, що утворюють сітку. Тканина арт.4381 здатна

послабляти потужність випромінювання в діапазоні 0,8-10 см на

20-38 дБ. Для захисту очей застосовують захисні окуляри ОРЗ-

5. Скло окулярів покрите тонкою прозорою плівкою двоокису

олова SnО

. Оправа – пориста гума із запресованою металевою

сіткою.

Скло послаблює потужність у діапазоні 3…150 см не менше, ніж

на 25 дБ, оправа – на 20 дБ. Світлопрозорість скла не менше 74 %.

5.4. Розрахунок екрана

Розрахунок товщини суцільного металевого екрана в зоні ви-

промінювання, тобто при випромінюванні НВЧ енергії, виконуєть-

ся в такий спосіб:

1. Розраховують ГПЕ передавального пристрою в зоні діаграми спря-

мованості на відстані R від випромінювача до робочого місця.

2. Визначають відповідно до санітарних норм ступінь ослаблення

N ЕМП:

Основи охорони праці

де: ГПЕ

– ГПЕ на відстані R у метрах, мкВт/см

; ГПЕ

ГДР

– гра-

ничнодопустима ГПЕ, мкВт/см

Визначають мінімальну товщину захисного екрана

, (5.1)

де: – кутова частота =2π f; f – частота НВЧ генератора, Гц;

γ – питома електрична провідність матеріалу, Ом

–1

; μ – маг-

нітна проникність матеріалу екрана, Гн/м.

Приклад 5.1. Визначити товщину суцільного захисного екрана

робочого місця, що знаходиться в зоні діаграми спрямованості анте-

ни РЛС, якщо відомо: потужність передавача

пер

= 200 Вт; коефіцієнт підсилення антени G

ант

= 400;

R = 5 м; екран з алюмінію γ = 3,54×10

–3

Ом

–1

μ = 4ϖ×10

–7

Гн/м; λ = 3 см ; f = 1×10

Гц.

Знаходимо ПЕ на відстані R = 5 м від антени РЛС:

Приймаємо ГПЕ

ГДР

= 1000 мкВт/см

і потім розраховуємо необ-

хідну кратність ослаблення:

, тоді N = 0,04.

Визначаємо товщину захисного екрана із співвідношення (5.1):

Таким чином, товщину суцільного металевого екрана необхідно

вибирати з міркувань міцності конструкції.

Література: [1], [13], [14].

Частина ІІ. Основи фізіології, гігіени праці та виробничої санітарії

Питання для самоконтролю

1. В яких галузях господарства використовуються електромагнітні

випромінювання?

2. Які фізіологічні й функціональні порушення відбуваються в тілі

людини під впливом електромагнітного випромінювання?

3. У яких одиницях вимірюють інтенсивність опромінення?

4. Який гранично допустимий рівень густини потоку енергії?

5. З якої метою використовують еквівалент антени. Коли він за-

стосовується?

6. Як захищають поглинаючі покриття від електромагнітних ви-

промінювань? Які види захисних покриттів застосовуються?

7. Що являють собою окуляри ОРЗ-5? Для чого їх використову-

ють?

8. Які заходи захисту від електромагнітних випромінювань нале-

жать до інженерно-технічних?

9. Як захищає металевий екран від електромагнітних випроміню-

вань?

Розділ 6. Лазерні випромінювання

6.1. Випромінювання оптичного діапазону

Квантові генератори чи лазери використовуються:

для створення точних вимірювальних приладів та інструментів; -

в оптичній локації; -

для передачі інформації; -

прецизійного зварювання; -

свердління тугоплавких матеріалів. -

Застосування лазерів у галузі зв'язку і на телебаченні особливо

перспективне.

В лазерах генерується когерентне випромінювання оптичного

діапазону великої інтенсивності, у вузькому пучку випромінюван-

ня, а густина потоку потужності може досягати 10

-10

Вт/см

Випромінювання електромагнітні (лазерні) охоплюють прак-

тично весь оптичний діапазон, від ультрафіолетової до інфрачерво-

ної області спектра випромінювання (табл.6.1).

Генератори оптичного діапазону працюють на основі змушених

випромінювань, джерелами яких є робочі речовини, що генерують

електромагнітні випромінювання оптичного діапазону (що створю-

ють лазерний ефект) внаслідок порушення їхніх атомів електромаг-

нітною енергією іншого джерела.

Таблиця 6.1

Класифікація електромагнітних випромінювань

оптичного діапазону

Вид

випромінювання

Довжина хвилі λ, мкм Частота f, Гц

Інфрачервоні хвилі 100–0,76 3 10

– 3,94 10

Видиме світло 0,76–0,39 3,94 10

– 7,7 10

Ультрафіолетові хвилі 0,39–0,001 7,7 10

– 3 10

Іншим джерелом у твердотілих лазерах служать газорозрядні

імпульсні лампи, а в газових лазерах – генератори НВЧ.

Робочою речовиною у твердотілих квантових генераторах за-

стосовують кристали рубіну, скла з домішкою неодиму, диспрозію,

вольфрамат кальцію, а в газових генераторах найбільш простого

типу – суміш гелію з неоном і азотом. Робоча речовина випромінює

Частина ІІ. Основи фізіології, гігіени праці та виробничої санітарії

хвилі визначеної довжини. Наприклад, рубіновий лазер створює

хвилю довжиною λ = 0,6943 мкм, неодимовий λ = 1,06 мкм, лазер на

суміші вуглекислого газу з неоном і азотом λ = 10,6 мкм.

При поширенні лазерного випромінювання в повітрі на великі

відстані інтенсивність σ ( Вт/м

) визначається за формулою:

σ = ,

де: Р – потужність випромінювання, Вт; r – відстань до джерела,

м;

α – коефіцієнт ослаблення за потужністю, 1/м.

Коефіцієнти ослаблення за потужністю при поширенні випро-

мінювання в повітряному середовищі наведені в табл.6.2.

Таблиця 6.2

Коефіцієнти ослаблення за потужністю в повітрі

Вид генератора

Довжина хвилі випро-

мінювання λλ, мкм

Коефіцієнт ослаблен-

ня α, 1/м 10–5

Рубіновий 0,6943 10×10–5

Неодимовий 1,06 5,75×10–5

На суміші СО2 з

неоном і азотом

10,6 3,25×10–5

Інтенсивність відбитого лазерного променя (Вт/м

) визначаєть-

ся за формулою:

σ = ,

де: Р – потужність випромінювання, Вт; ρ

– коефіцієнт осла-

блення випромінювання оптичного квантового генератора від пере-

шкоди; S – площа проекції поверхні перешкоди, що опромінюється,

на площину, перпендикулярну до прямого променя лазера, м

; r –

відстань до джерела випромінювання, м.

6.2. Вплив лазерних випромінювань на людину

Коли лазерні випромінювання потрапляють на біологічні тка-

нини людини, тоді вони чинять теплову, механічну і електрохімічну

дію на організм людини. Тепловий вплив виявляється в поглинан-

Основи охорони праці

ні енергії лазерного випромінювання біологічними тканинами і, в

першу чергу, шкірою. Шкіра поглинає велику частину енергії, в ре-

зультаті чого виникають опіки. Ступінь опіку шкіри у великій мірі

залежить від інтенсивності і частоти випромінювання, а також від

ступеня пігментації шкіри в момент опіку. Чим більша частота, тим

сильніший опік. Чим темніше шкіра, тим більша частина енергії нею

поглинається і тим сильніший її опік.

Коли велика інтенсивність опромінення впливає на людину,

можуть уражатися внутрішні органи, викликаючи набряки, крово-

виливи, омертвіння тканин. Тоді може мати місце навіть згортання

і розпад крові.

Якщо інтенсивності лазерного випромінювання в організмі лю-

дини невеликі, можуть виникнути функціональні порушення – в

першу чергу в нервовій і серцево-судинній системах, що виявляєть-

ся в зниженні або підвищенні артеріального тиску, підвищенні піт-

ливості, виникненні головного болю, стомлюваності, дратівливості.

Такі зміни оборотні, якщо вжити заходів щодо виключення опромі-

нення і дотримання належного режиму праці й відпочинку.

Механічний вплив виявляється в розриві тканин, що виникає в

результаті різкого скипання рідинних структур живої тканини, під-

вищення тиску й ударної хвилі.

Електрохімічний вплив лазерного випромінювання зумовлює

іонізацію рідинних компонентів і утворення нових структур, не

властивих живій матерії.

В першу чергу і найбільш небезпечне лазерне випромінювання

для очей. Небезпека виникає тоді, коли промінь лазера фіксується

на сітківці ока, що приводить до її коагуляції. Наслідком коагуляції

є сліпота ураженої області сітківки. Найбільш небезпечне ураження

центральної ямки сітківки – невелика область діаметром 0,2 мм по-

близу центра сітківки. Це серйозна втрата зору. Внутрішнє серед-

овище ока допускає випромінювання оптичного квантового гене-

ратора з довжинами хвиль 0,33-1,4 мкм на сітківку ока. Найбільша

прозорість ока (до 100%) має місце для довжин хвиль 0,5-0,9 мкм,

тому випромінювання рубінового генератора з λ = 0,6943 мкм про-

ходить до сітківки без втрат і сприймається як червоний колір, а ви-

промінювання генератора, що працює на суміші вуглекислого газу з

неоном і азотом з λ = 10,6 мкм, поглинається рогівкою ока.

Для очей небезпечним є не тільки пряме випромінювання лазе-

ра, але й відбите від будь-якої поверхні. Коли від лазерного випро-