Лекции по БЖД

51. Нормирование электромагнитных  излучений. Методы и средства  защиты.

Опасность действия электромагнитного поля (ЭПМ) на человека в диапазоне частот 60 кГц...300 МГц оценивается напряженностью его составляющих: электрической и магнитной; в диапазоне частот 300 МГц...300 ГГц поверхностной плотностью потока энергии (далее плотность потока энергии–ППЭ) излучения и создаваемой им энергетической нагрузкой (ЭН). Энергетическая нагрузка {ЭН) представляет собой суммарный ноток энергии, проходящий через единицу облучаемой поверхности за время действия (Т), и выражается произведением ППЭ*Т. Согласно ГОСТ 12.1.006–84 напряженность ЭМП в диапазоне частот 60 кГц - 300 МГц на рабочих местах персонала в течение рабочего дня не должна превышать установленных предельно допустимых уровней (ПДУ): по электрической составляющей, по магнитной составляющей. Предельно допустимые значения плотности потока энергии ЭМП в диапазоне частот 300 МГц...300 ГГц на рабочих местах персонала определяются исходя из допустимой энергетической нагрузки на организм с учетом времени воздействия по формуле ППЭпду =ЭНпду/Т, где ППЭпду–предельно допустимое значение плотности потока энергии, Вт/м² (мВт/см²; мкВт/см²); ЭНпду–нормативная величина энергетической нагрузки, за рабочий день. Защита от воздействия электромагнитных полей Для защиты человека от воздействия электромагнитных полей (ЭМП) предусматриваются следующие способы и средства: уменьшение параметров излучения непосредственно в самом источнике излучения; экранирование источников излучения; экранирование рабочего места; ограничение времени пребывания персонала в рабочей зоне (защита временем); увеличение расстояния между источником излучения и обслуживающим персоналом (защита расстоянием); установление рациональных режимов эксплуатации установок и работы обслуживающего персонала; применение средств предупреждающей сигнализации (световая, звуковая и т. д.); выделение зон излучения; средства индивидуальной защиты. Уменьшение параметров излучения непосредственно в самом источнике излучения достигается за счет применения согласованных нагрузок и поглотителей мощности. Уровень мощности снижается с помощью аттенюаторов (плавно переменных или фиксированных). Ослабление излучения достигается применением во фланцевых соединениях бронзовых прокладок, дроссельных фланцев или использованием в зазоре фланцевого соединения специальных металлических хомутов, покрытых радиопоглощающим материалом с облучаемой стороны. С целью устранения искрений, пробоев и коронирования в элементах СВЧ тракта применяются специальные устройства, предотвращающие облучение: щелевой волноводный мост или волновод-ный изгиб с узкой щелью в центральной части широкой стенки волновода. Экранирование источников излучения используется для ослабления интенсивности электромагнитного поля на рабочем месте или устранения опасных зон излучения. Экраны могут быть замкнутыми (полностью изолирующими излучающее устройство или защищаемый объект) или незамкнутыми. Ограничение времени пребывания персонала в рабочей зоне применяется в случаях, когда нет возможности снизить интенсивность облучения до допустимых значений. Увеличение расстояния между источником излучения и обслуживающим персоналом широко применяется на практике; этот вид защиты основан на быстром уменьшении интенсивности поля с расстоянием. Выделение зон излучения ведется на основании инструментальных замеров интенсивности облучения для каждого конкретного случая размещения аппаратуры. Наиболее эффективным способом защиты от электромагнитных полей в залах передатчиков является передача электромагнитной энергии через общий антенный коммутатор, вынесенный в отдельное помещение. За пределами зданий для защиты персонала от облучений на открытой территории необходимо рационально распланировать территорию радиоцентра, выносить помещения служб за пределы антенного поля, устанавливать безопасные маршруты движения людей, экранировать отдельные здания (помещения) и участки территории. Средства индивидуальной защиты используют принцип экранирования. Они применяются в тех случаях, когда изложенные выше методы защиты не дают достаточного эффекта. В качестве СИЗ от действия ЭМП СВЧ применяются халаты радиозащитные. Для защиты глаз от электромагнитных излучений в диапазонах миллиметровых, сантиметровых, дециметровых и метровых волн предназначены защитные очки с металлизированными стеклами.

52. Особенности воздействия лазерного излучения на организм человека. Нормирование. Защита.

Лазерные излучения – это  электромагнитные излучения с длиной волны 0,2...1000 мкм: от 0,2 до 0,4 мкм–ультрафиолетовая область; свыше 0,4 до 0,75 мкм – видимая область; свыше 0,75 до 1 мкм–ближняя инфракрасная область; свыше 1,4 мкм– дальняя инфракрасная область. Источниками лазерного излучения являются оптические квантовые генераторы – лазеры, которые нашли широкое применение в науке, технике и технологии (связи, локации, измерительной технике, голографии, разделении изотопов, термоядерном синтезе, сварке, резке…) Отличительными особенностями лазерных излучений являются монохроматичность излучения (строго одной длины волны), когерентность излучения (все источники излучения испускают электромагнитные волны в одной фазе), острая направленность луча (малое расхождение). Эти свойства позволяют получить исключительно высокие уровни концентрации энергии в лазерном луче. Лазерные излучения разделяются по виду излучения 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). Опасные и вредные производственные факторы, возникающие при работе лазеров (лазерных установок), подразделяют на основные и сопутствующие. К основным относятся собственно монохроматическое когерентное лазерное излучение и паразитные излучения (отраженное и рассеянное). К сопутствующим относятся факторы, которые возникают на лазерных участках при эксплуатации лазеров и другого оборудования (шум, вредные вещества и т. д.). Биологический эффект воздействия на организм человека лазерных излучений зависит от энергетической экспозиции в импульсе или энергетической освещенности, длины волны излучения, длительности импульса, частоты повторения импульсов, времени воздействия, а также от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов. Различают тепловое, энергетическое, фотохимическое и механическое действие лазерного излучения на организм человека. Прямое лазерное излучение является фактором, который опасен для органа зрения практически во всех случаях, его характеристика определяет степень повреждений в структурах глаза. Возможны изменения в кожном покрове (легкие функциональные изменения–покраснение и тяжелые–омертвление, злокачественная опухоль), внутренних органах, крови, головном мозге. Лазерные излучения (особенно дальней инфракрасной области спектра) способны проникать через ткани тела и взаимодействовать с биологическими структурами, поражая внутренние органы. Степень поражения в значительной мере определяется интенсивностью и цветом окраски органов (печень – ярко окрашенная – является одним из наиболее уязвимых органов), а также длиной волны излучения. Наблюдаются различные функциональные сдвиги: нервной, сердечно-сосудистой систем, эндокринных желез, изменение артериального давления, увеличение физической утомляемости. Согласно ГОСТ 12.1.040–83 по степени опасности генерируемого излучения лазеры (лазерные установки) подразделяются на четыре класса: класс 1 – выходное излучение не представляет опасности для глаз и кожи; класс 2 – выходное излучение представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением; класс 3 – выходное излучение представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и (или) при облучении кожи прямым и зеркально отраженным излучением; класс 4 – выходное излучение представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности. За предельно допустимые уровни лазерных излучений принимаются энергетические экспозиции Н облучаемых тканей. Они (уровни) относятся к спектральному диапазону от 0,2 до 20 мкм и регламентируются в зависимости от длины волны ?, длительности импульсов г, частоты повторения импульсов f и длительности воздействия t на роговицу, сетчатку глаза и кожу. Меры безопасности при обслуживании лазеров (лазерных установок) включают организационные, технические, планировочные, санитарно-гигиенические мероприятия, обеспечивающие уменьшение плотностей потоков энергии на рабочих местах, а наиболее эффективным методом защиты является экранирование. На открытых площадках, где размещены лазерные установки, обозначаются опасные зоны, устанавливаются экраны, предотвращающие распространение излучений за пределы площадки. Непрозрачные экраны или ограждения, препятствующие выходу лазерного излучения, изготавливаются из металлических листов (стальных, дюралюминиевых и др.), гетинакса, пластика, текстолита, пластмасс. Прозрачные экраны изготавливаются из специальных стекол светофильтров или же органического стекла с соответствующей спектральной характеристикой. Работы с лазерными установками проводятся в отдельных, специально выделенных помещениях или отгороженных частях помещений. Само помещение изнутри, оборудование и другие предметы, находящиеся в нем, не должны иметь зеркально отражающих поверхностей, если на них может падать прямой или отраженный луч лазера. В качестве СИЗ органа зрения применяются защитные очки из специального стекла. Измерительные приборы лазерного излучения основаны на калориметрическом и фотоэлектрическом методах измерений. Калориметрический измеритель энергии и мощности излучения типа КИМ-1 предназначен для лабораторных измерений энергии одиночных световых импульсов и мощности непрерывного излучения лазеров в широком спектральном диапазоне от 0,4 до 11 мкм. Приборы, основанные на фотоэлектрическом методе измерений, пригодны для измерения непрерывного излучения с энергией плотностью потока от нескольких мкВт/см². Это приборы типа “Измеритель-1”, “ЛДИ-2”, “ФПМ-01”, “ФПМ-02”. Нормирование лазерного излучения - CH 23- 92- 81 Нормируемый пораметр – предельно - допустимый уровень(ПДУ) лазерного излучения при l=0.2-20 мкм и кроме этого регламентируется ПДУ на роговице, сетчетке, коже. ПДУ – отношение энергии излучения, падающей на определенные участки поверхности к площади этого участка [Дж/см²] ПДУ зависит от: длины волны лазерного излучения [мкм]; продолжительности импульса [cек]; частоты повторения импульса [Гц]; длительности воздействия [сек].

53. Ультрафиолетовое излучения.  Воздействие на организм человека. Нормирование. Защита.

Ультрафиолетовые излучения представляют собой электромагнитные излучения  с длиной волны в, диапазоне  от 1 нм до 400 нм В связи с тем, что характер воздействий ультрафиолетовых из лучении зависит от длины волны, их подразделяют на три области А - с длиной волны 315...400 нм; В - 280...315 нм; С - 1.. 280 нм. Источниками ультрафиолетовых излучений являются: электрическая дуга, автогенная сварка, плазменная резка и напыление, лазерные установки, газоразрядные лампы, ртутно-кварцевые лампы, радиолампы, ртутные выпрямители и другие источники. Ультрафиолетовые излучения оказывают на организм человека действия физико-химического и биологического характера. При длине волны от 400 нм до 320 нм они характеризуются слабым биологическим действием; от 320 до 280 нм–действуют на кожу; от 280 нм до 200 нм – на тканевые белки и липоиды. На глаза ультрафиолетовое излучение действует сильнее, чем на кожу, причем страдают преимущественно роговица и конъюнктива; оно обусловливает заболевание органов зрения в виде электрофтальмии (фото офтальмии): сильное воспаление переднего отдела глаза. Ориентировочные допустимые плотности потока ультрафиолетового излучения в зависимости от длин волн даны при условии защиты органов зрения и кожных покровов в таблице: Область излучения; Область излучения; Допустимая плотность потока энергии, Вт/м² - А; 420...320; 10 - В; 320...280; 0,05 - С; 280...200; 0,001.  Для защиты от ультрафиолетового излучения применяются коллективные и индивидуальные способы и средства: экранирование источников излучения и рабочих мест; удаление обслуживающего персонала от источников ультрафиолетового излучения (защита расстоянием–дистанционное управление); рациональное размещение рабочих мест; специальная окраска помещений; СИЗ и предохранительные средства (пасты, мази). Для экранирования рабочих мест применяют ширмы, щитки или специальные кабины. Стены и ширмы окрашивают в светлые тона (серый, желтый, голубой), применяют цинковые и титановые белила для поглощения ультрафиолетового излучения. К СИЗ от ультрафиолетовых излучений относятся: термозащитная спецодежда; рукавицы; спецобувь; защитные каски; защитные очки и щитки со светофильтрами в зависимости от выполняемой работы. Для защиты кожи от ультрафиолетового излучения применяются мази с содержанием веществ, служащих светофильтрами для этих излучений (салол, салицилово-метиловый эфир и др.). Измерение интенсивности и спектра ультрафиолетовых излучений производится с помощью приборов уфдозиметров и инфракрасных спектрометров типа ИКС-10, ИКС-12, ИКС-14.

54. Инфоракрасное излучения. Воздействие  на организм человека. Нормирование. Защита.

Инфракрасные (тепловые) излучения представляют собой электромагнитные излучения с длиной волны в диапазоне от 760 нм до 540 мкм. Они подразделяются на три области: А - с длиной волны 760.. .1500 нм; В – 1500.. .3000 нм и С - более 3000 нм. Источниками инфракрасных излучений в производственных условиях являются: открытое пламя, расплавленный и нагретый металл, материалы, нагретые поверхности оборудования, источники искусственного освещения и др. Инфракрасное излучение играет важную роль в теплообмене человека с окружающей средой. Эффект теплового воздействия зависит от плотности потока излучения, длительности и зоны воздействия, длины волны, которая определяет глубину проникновения излучений в ткани организма, одежды. Излучение в области А обладает большой проникающей способностью через кожные покровы, поглощается кровью и подкожной жировой клетчаткой. В областях В и С излучение поглощается большей частью в эпидермисе (наружном слое кожи). При длительном пребывании человека в зоне инфракрасного излучения происходит резкое нарушение теплового баланса в организме, повышается температура тела, усиливается потоотделение, происходят потери нужных организму солей. При длительном воздействии инфракрасного излучения может развиться профессиональная катаракта. Согласно ГОСТ 12.4.123–83 средства защиты должны обеспечивать интегральную тепловую облученность на рабочих местах не более 350 Вт/м². Ориентировочно допустимые значения плотности потока инфракрасного излучения в зависимости от диапозона длин волн представлены в таблице: Области инфракрасного излучения; Длина волна, нм; Допустимая плотность потока энергии, Вт/м² - А; 760…1500; 100 - В; 1500…3000; 120 - С; 3000…4500; 150 - ; 4500…10000; 120.  При высокой интенсивности теплового излучения ограничивается время воздействия, см. Таблицу: Плотность потока излучения, Вт/м²; До 350; 500; 700; 1200; 2000; 2100 - Допустимая длительность разового обслуживания, мин; Не ограничено; 20; 15; 10; 5; 4,5. Способами защиты от инфракрасных излучений являются: теплоизоляция горячих поверхностей, охлаждение теплоизлучающих поверхностей, удаление рабочего от источника теплового излучения (автоматизация и механизация производственных процессов, дистанционное управление), применение аэрации, воздушного душирования, экранирование источников излучения; применение кабин или поверхностей с радиационным охлаждением; использование СИЗ, в качестве которых применяются: спецодежда из хлопчатобумажной ткани с огнестойкой пропиткой; спецобувь для защиты от повышенных температур, защитные очки со стеклами-светофильтрами из желто-зеленого или синего стекла; рукавицы; защитные каски. Интенсивность интегрального инфракрасного излучения измеряют актинометрами, а спектральную интенсивность излучения – инфракрасными спектрометрами ИКС-10, ИКС-12, ИКС-14 и др.

55. Статическое электричество. Источники. Опасности, связанные со статическим электричеством. Нормирование. Защита.

Электризация – это комплекс физических и химических процессов, приводящих к разделению в пространстве зарядов противоположных знаков или к накоплению зарядов одного знака. Суть электризации заключается в том, что нейтральные тела, не проявляющие в нормальном состоянии электрических свойств, в условиях отрицательного контакта или взаимодействия становятся электрозаряженными. Экспериментально установлено, что положительные заряды скапливаются на поверхности того из двух соприкасающихся (трущихся) веществ, диэлектрическая проницаемость которого больше. Если соприкасающиеся вещества имеют одинаковую диэлектрическую проницаемость, то электрические заряды не возникают. При статической электризации напряжение относительно земли достигает десятков, а иногда и сотен тысяч вольт. Значения токов при явлениях статической электризации составляют, как правило, доли микроампера (10-⁷ - 10-³ А). Опасность возникновения статического электричества проявляется в возможности образования электрической искры и вредном действии его на организм человека. Эта искра может служить причиной воспламенения горючих или взрывоопасных смесей газов, паров или пыли с воздухом. Для воспламенения от электрической искры требуется минимальная энергия, так как малый объем газа от искры нагревается до высокой температуры за предельно короткое время. Минимальная энергия искры, необходимая для воспламенения взрывоопасной смеси при ее оптимальной концентрации, определяется экспериментально. Для воспламенения горючих газов, паров и жидкостей достаточно возникновения искры при разности потенциалов в 300–3000 В. Анализ причин пожаров и взрывов на производствах, на которых перерабатываются или используются взрывоопасные смеси, показал, что почти 60 % всех взрывов происходят по причине возникновения статического электричества. Статическое электричество оказывает вредное воздействие на организм человека, причем не только при непосредственном контакте с зарядом, но и за счет действия электрического поля, возникающего вокруг заряженных поверхностей. Основные способы защиты от статического электричества следующие: заземление оборудования, сосудов и коммуникаций, в которых накапливается статическое электричество; увеличение поверхностной проводимости диэлектриков; увлажнение окружающего воздуха; ионизация воздуха или среды нейтрализаторами статического электричества; подбор контактных пар; изменение режима технологического процесса. Ниже приводятся способы устранения зарядов статического электричества. Заземление - устранение электрических разрядов на проводящих элементах оборудования. При заземлении изолированного проводника разность потенциалов между проводником и землей становится равной нулю, а генерируемые электростатические заряды стекают на землю. Проводимость диэлектрика (материала). В конечном счете она определяет способность диэлектрика отводить возникающие заряды статического электричества. Увлажнение воздуха. Считается, что при относительной влажности 70 % и более на материалах скапливается достаточное количество влаги, чтобы предотвратить накопление зарядов статического электричества. Ионизация воздуха. При нормальных атмосферных условиях воздух – хороший диэлектрик и содержит небольшое количество носителей электрического заряда в единице объема. Если же на некоторый объем воздуха воздействовать тепловыми ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, обладающими ионизирующей способностью, то количество пар ионов в единице объема воздуха резко увеличивается. Эффективные ионизаторы воздуха – радиоактивное излучение и электрическое поле большой напряженности. Подбор контактных пар. Количество и полярность зарядов, образовавшихся при контакте двух твердых материалов, зависят от природы контактирующих тел и состояния их поверхности. Следовательно, один и тот же материал при соприкосновении с другими может приобретать как положительный, так и отрицательный заряд. Изменение режима технологического процесса. В любом технологическом процессе, сопровождающемся электролизацией, всегда имеются две зоны (генерирования и рассеяния зарядов), в которых закономерности обмена электрическими зарядами различны. В зонах генерирования преимущественно протекают процессы электризации (разделение зарядов противоположного знака), а в зонах рассеяния –утечка (или релаксация) зарядов с наэлектризованного материала. Сущность этого явления объясняется законом сохранения зарядов. Важным свойством этих зон, облегчающих защиту от статического электричества, является то, что они разделены в пространстве. Выявление зон генерирования и рассеяния зарядов весьма важно для осуществления конструктивных мер защиты от статического электричества.