2. Неионизирующие излучения

СВЧ-излучение представляет собой энергию электромагнитных колебаний с частотой от 300 до 300 000 МГц и длинами волн от ультракоротких до миллиметровых. Оно распространяется повсеместно со скоростью света, и степень опасности влияния на человека зависит от мощности источника электромагнитных излучений, режима работы излучателей, конструктивных особенностей излучающего устройства, от параметров ЭМП, плотности потока энергии, напряженности поля, времени воздействия, размера облучаемой поверхности, индивидуальных свойств человека, расположения рабочих мест и эффективности защитных мероприятий. Различают тепловое и биологическое воздействие излучения.

Рисунок 4.14 – Действие радиоволн и микроволн

Тепловое воздействие является следствием поглощения энергии ЭМП СВЧ-излучения. Чем выше напряженность поля и больше время воздействия, тем сильнее проявляется тепловое воздействие. Плотность потока энергии W = 10 Вт/м², организм не справляется с отводом теплоты, температура тела повышается и начинаются необратимые процессы.

Биологическое (специфическое) воздействие проявляется в ослаблении биологической активности белковых структур, в нарушении сердечно-сосудистой системы и обмена веществ. Это воздействие проявляется при интенсивности ЭМП менее теплового порога, который равен 10 Вт/м² (торможение рефлексов, понижение кровяного давления, замедления сокращения сердца, изменения состава крови (появляются лейкоциты, уменьшается содержания эритроцитов)).

Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которого определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Было предложено выделить самостоятельное заболевание – радиоволновая болезнь. Это заболевание, по мнению авторов, может иметь три синдрома по мере усиления тяжести заболевания:

• астенический синдром;

• астено-вегетативный синдром;

• гипоталамический синдром.

Нормирование ЭМИ диапазона радиоволн проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.006. В основу нормирования положен принцип действующей дозы, учитывающий энергетическую нагрузку.

В диапазоне частот 60 КГц…300 МГц – по электрической Е магнитной составляющей Н. В диапазоне частот 300 МГц…300ГГц – по плотности потока энергии (ППЭ).

Предельно допустимое значение ППЭ определяется по формуле:

,

(4.27)

где k - коэффициент ослабления биологической эффективности (к=10 для вращающихся антенн);

Э_ПДУ – ПДУ энергетической нагрузки,

Т – время пребывания в зоне ЭМИ, ч.

Нормирование ЭМП радиочастот диапазона 10-30 кГц осуществляется также раздельно по напряженности электрического Е и магнитного Н полей. Предельно допустимые значения при воздействии ЭМП в течение всей смены составляют по Е – 500 В/м, по Н – 50 А/м, а при продолжительности до 2 часов за смену соответственно 1000 В/м и 100 А/м.

Нормирование ЭМП радиочастот диапазона 30 кГц – 300 ГГц осуществляется по величине энергетической экспозиции ЭЭ, которая рассчитывается по формулам

,

(4.28)

Для диапазона частот 30 кГц – 300 МГц (1.63)

ЭЭ_ППЭ = ППЭ·Т, (Вт/м²) ч Для диапазона частот 300 МГц – 300 ГГц (1.64)

Предельно допустимые значения ЭЭ приведены в таблице 4.25.

Таблица 4.25 – Нормирование ЭЭ в диапазоне частот 30 кГц – 300 ГГц

Параметр	ЭЭ в диапазонах частот (МГц)
	0,03-3	3-30	30-50	50-300	300-300000
ЭЭЕ (В/м)2ч	20000	7000	800	800	-
ЭЭН (А/м)2ч	200	-	0,72	-	-
ЭЭППЭ (мкВт/см2)ч	-	-	-	-	200

Кроме того, для диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц нормируются максимально допустимые значения напряженностей электрического и магнитного полей и плотности потока энергии (таблица 4.26).

Таблица 4.26 - Нормирование ЭМП радиочастот в диапазоне 30 кГц – 300 ГГц

Нормируемый параметр	Максимально допустимые значения в диапазонах частот (МГц)
	0,03-3	3-30	30-50	50-300	300-300000
Е, В/м	500	300	80	80	-
Н, А/м	50	-	3	-	-
ППЭ, мкВт/см2	-	-	-	-	1000 (5000 при локальном облучении кистей рук)

Любое физическое тело, имеющее температуру больше температуры окружающей среды, излучает энергию, которая называется лучистой (тепловой). Тепловые лучи состоят на 2/3 из ИК-лучей, 1/3 – ультрафиолетовых и видимых лучей. Характеризуются общим и местным действием.

Энергия ИК – измерения при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект, причем наиболее активно коротковолновое излучение, проникающее глубоко в ткани организма и интенсивно поглощаемое водой. Наиболее поражаемые ИК-излучением – кожный покров и органы зрения. При остром поражении возможны ожоги, резкое расширение капилляров, усиление пигментации кожи. При хроническом облучении появляется стойкое изменение пигментации, красный цвет лица, например у стеклодуов, сталеваров. Реакции организма на воздействие ИК – излучения приведены на рисунке 4.15.

Рисунок 4.15 – Действие ИК-излучений

Нормирование инфракрасного (теплового) излучения (ИК-излучения) осуществляется по интенсивности допустимых суммарных потоков излучения с учетом длины волны, размера облучаемой площади, защитных свойств спецодежды в соответствии с ГОСТ I2.1.005-88 и СанПиН 2.2.4.548-96.

Ультрафиолетовое излучение, составляющее 5% плотности потока солнечного излучения, – жизненно необходимый фактор, указывающий благотворное стимулирующее действие на организм. Ультрафиолетовое излучение искусственных источников, например, электросварочной дуги, УФ – облучателей, может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений (рисунок 4.16).

Рисунок 4.16 – Действие УФ-излучения

В умеренных дозах УФИ положительно влияет на организм человека: улучшает обмен веществ, усиливает иммунобиологическую сопротивляемость, стимулирует образование в коже витамина D, препятствующего возникновению рахита.

К производственным вредностям относят УФИ, возникающие при электросварке и работе ртутно-кварцевых ламп. В этих случаях облучение кожи может вызвать дерматит с отеком, жжением или зудом, иногда сопровождающийся общими симптомами: повышением температуры тела, появлением головной боли и др. Воздействие УФИ на глаза является причиной профессиональной болезни сварщиков – электроофтальмии.

Предупреждению отрицательных последствий, вызываемых УФИ повышенной интенсивности, способствует выполнение ряда мероприятий. К первостепенным из них относят ограничение времени работы и увеличение расстояния до источника излучения. В качестве средств коллективной защиты используют экраны, ширмы и специальные кабины (для сварщиков). Из средств индивидуальной защиты кожных покровов работающих применяют спецодежду и рукавицы, а глаз и лица – щитки, шлемы и очки со светофильтрами в зависимости от вида работ и интенсивности облучения.

Интенсивность и спектр УФИ можно измерить приборами ИКС-10, ИКС-12, ИКС-14идр.

Гигиеническое нормирование УФИ в производственных помещениях осуществляется по СН 4557–88, которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волн при условии защиты органов зрения и кожи.

Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при неза­щищенных участках поверхности кожи не более 0,2 м² (лицо, шея, кисти рук и др.) общей продолжительностью воздействия излучения 50 % рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должно превышать 10 Вт/м² для области УФА и 0,01 Вт/м² – для области УФВ. Излучение в области УФС при указан­ной продолжительности не допускается.

При использовании специальной одежды и средств защиты лица и рук, не пропускающих излучение (кожа, ткани с пленочным покрытием и т. п.), допустимая интенсивность облучения в области УФВ + УФС (200...315 нм) не должна превышать 1 Вт/м².

Лазерное излучение (ЛИ) – представляет собой особый вид ЭМИ, отличите которого от других видов излучения заключается в монохроматичности и высокой степени направленности.

Лазеры представляют собой устройства, которые генерируют оптическое излучение большой мощности в определенной узкой области длины волны. Они позволяют сконцентрировать огромную энергию на очень небольшой площади и достичь при этом температуры в несколько миллионов градусов. Лазеры широко применяют в медицине (офтальмологии, хирургии), металлургии (для сверления отверстий, дефектоскопии материалов, сварки, плавки и резания самых тугоплавких металлов), в военной и космической технике.

При работе с лазерными установками обслуживающий персонал может подвергаться воздействию прямого, рассеянного и отраженного лазерного излучения, светового, ультрафиолетового и инфракрасного излучения, электромагнитных полей в диапазоне ВЧ и СВЧ от генераторов накачки и даже прямому импульсу лазерного излучения при грубом нарушении правил безопасности. Кроме того, возможны повышенная загазованность и запыленность воздуха в результате его радиолиза и взаимодействия лазерного луча с мишенью. Наибольшее влияние оказывают рассеянные и отраженные от стекла, металла и внутренних поверхностей помещения лучи. Особенно опасно попадание лучей в глаза, так как роговица и хрусталик фокусируют излучение на сетчатке и концентрируют его, что может вызвать ее ожог, а иногда и образование отверстий в молекулярной области. У работающих с лазерами возможны кожные поражения и изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы.

По степени опасности для работающих лазеры делят на четыре класса:

I – выходное излучение не представляет опасности для глаз и кожи;

II – оно представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением;

III – существует опасность облучения глаз прямым, зеркально отраженным и диффузно отраженным излучением на расстоянии 0,1 м от диффузно отражающей поверхности, а также опасность облучения кожи прямым и зеркально отраженным излучением;

IV – выходное излучение представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 0,1 м от диффузно отражающей поверхности.

Все лазеры и помещения с лазерами II, III и IV классов маркируют знаками лазерной опасности. Лазеры II...IV классов снабжают сигнальными устройствами, работающими с момента начала генерации до ее окончания. Для ограничения распространения излучения за пределы обрабатываемых материалов лазеры III, IV классов оснащают экранами, изготовленными из огнестойкого, неплавящегося и светопоглощающего материала. Лазеры IV класса устанавливают в отдельных помещениях с матовой отделкой внутренних поверхностей ограждающих конструкций и дверью, имеющей блокировку. Управление такими лазерами должно быть дистанционным.

При оценке биологического действия различают прямое, отражённой и рассеянное ЛИ. Эффекты воздействия определяются механизмом взаимодействия ЛИ с тканями и зависят от длины волны и частоты импульсов. Реакция организма человека на воздействие лазерного излучения приведены на рисунке 4.17.

Рисунок 4.17 – Действие лазерного излучения

При нормировании ЛИ устанавливают предельно допустимые уров­ни ЛИ для двух условий облучения – однократного и хронического, для трех диапазонов длин волн: 180...300 нм, 380... 1400 нм, 1400... 100 000 нм. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция Н и облученность Е.

Гигиеническая регламентация ЛИ производится по Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуатации лазеров – СН 5804–91.