Мищенко, Тищенко - БЖД

192

–закрытого типа (арматура защищает от проникновения крупной

пыли);

–защищенного типа – лампа отделена от внешней среды оболочкой, допускающей свободный проход воздуха;

–пылезащищенные – оболочка не допускает проникновения внутрь светильника тонкой пыли;

–влагозащищенные – корпус и патрон противостоят воздействию влаги и обеспечивают сохранность изоляции вводных проводов, в исполнении повышенной надежности против взрыва;

–взрывозащищенные – делятся на взрывонепроницаемые (оболочка светильника выдерживает полное давление взрыва, продукты горения должны выходить из светильника через щели охлажденными), повышенной надежности против взрыва(исключают возникновение искры, электрической дуги или опасных температур на поверхности светильника).

5.6. Измерение освещенности

Для измерения освещенности используются люксметры рис5.5 типа Ю-116, Ю-117, «Testo 540», «Testo 545», AR813 и AR 823, «Аргус-01»,

АТТ-1508, МТ-4007, MS6610; яркости – люксметры-яркомеры типа «Ар-

гус-02», «Аргус-07», «ТЕС-693», «ТКА-04/3», «Аргус-12»; люксметры-

пульсаметры типа БЖ1/1м, «Аргус-7», люксметр-яркомер-термогигрометр ТКА-ПКМ.

Рис. 5.5. Приборы для измерения светотехнических характеристик

С их помощью можно определить величину коэффициентов отражения и пульсации, контраста объекта различения с фоном и показателя ослепленности. Принцип действия люксметров основан на фотоэлектрическом эффекте. При освещение фотоэлемента в цепи соединенного с ним

193

гальванометра возникает фотопоток, обусловливающий отклонение стрелки миллиамперметра, шкалу которого градуируют в люксах. Для использования в люксметрах наиболее пригоден селеновый фотоэлемент, так как его спектральная чувствительность близка к спектральной чувствительности глаза.

Освещенность в диапазоне от 0 до 100 лк измеряют открытым фотоэлементом без насадок. Использование насадок различных типов(обозначаемых К, М, Р, Т) расширяет диапазон измерений освещенности до 100 000 лк. Для измерения яркости используют яркомеры, с пределом измерения до 200 000 кд/м2.

5.7. Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение генерируется любым нагретым телом, температура которого определяет интенсивность и спектр излучаемой электромагнитной энергии. Нагретые тела, имеющие температуру выше 100 oС, являются источником коротковолнового инфракрасного излучения.

Измерение интенсивности тепловых излучений иначе называют актинометрией (от греческих слов асtinos – луч и metrio – измеряю), а прибор, с помощью которого производят определение интенсивности излучения, называется актинометром.

В зависимости от длины волны изменяется проникающая способность инфракрасного излучения. Наибольшую проникающую способность имеет коротковолновое инфракрасное излучение(0,76-1,4 мкм), которое проникает в ткани человека на глубину в несколько сантиметров. Инфракрасные лучи длинноволнового диапазона(9-420 мкм) задерживаются в поверхностных слоях кожи.

Биологическое действие инфракрасного излучения. Воздействие инфракрасного излучения может быть общим и локальным. При длинноволновом излучении повышается температура поверхности тела, а при коротковолновом - изменяется температура легких, головного мозга, почек и некоторых других органов человека.

Значительное изменение общей температуры тела(1,5-2 °С) происходит при облучении инфракрасными лучами большой интенсивности. Воздействуя на мозговую ткань, коротковолновое излучение вызывает «солнечный удар». Человек при этом ощущает головную боль, головокружение, учащение пульса и дыхания, потемнение в глазах, нарушение координации движений, возможна потеря сознания. При интенсивном облучении головы происходит отек оболочек и тканей мозга, проявляются симптомы менингита и энцефалита.

При воздействии на глаза наибольшую опасность представляет -ко ротковолновое излучение. Возможное последствие воздействия инфракрасного излучения на глаза - появление инфракрасной катаракты.

194

Тепловая радиация повышает температуру окружающей среды, ухудшает ее микроклимат, что может привести к перегреву организма.

Источниками инфракрасного излучения в производственных усло-

виях являются:

– плавильные, нагревательные печи и другие термические устрой-

ства;

–нагретые или расплавленные металлы;

–переход механической энергии в тепло(привода основного техно-

логического оборудования);

–перехода электрической энергии в тепловую и т. п.

Около 60% тепловой энергии распространяется в окружающей среде путем инфракрасного излучения. Лучистая энергия, проходя почти без потерь пространство, снова превращается в тепловую. Тепловое излучение не оказывает непосредственного воздействия на окружающий воздух, свободно пронизывая его.

Производственные источники лучистой теплоты по характеру излучения можно разделить на четыре группы:

1.с температурой излучающей поверхности до 500 oС (наружная поверхность печей и др.); их спектр содержит инфракрасные лучи с длиной волны 1,9-3,7 мкм;

2.с температурой поверхности от 500 до 1300 oС (открытое пламя, расплавленный чугун и др.); их спектр содержит преимущественно инфракрасные лучи с длиной волны 1,9-3,7 мкм;

3.с температурой от 1300 до 1800 oС (расплавленная сталь и др.); их спектр содержит как инфракрасные лучи вплоть до коротких с длиной волны 1,2-1,9 мкм, так и видимые большой яркости;

4.с температурой выше 1800 oС (пламя электродуговых печей, сва-

рочных аппаратов и др.); их спектр излучения содержит, наряду с инфракрасными и видимыми, ультрафиолетовые лучи.

Основные мероприятия, направленные на снижение опасности воздействия инфракрасного излучения, состоят в следующем:

1.Снижение интенсивности излучения источника(замена устарев-

ших технологий современными и др.).

2.Защитное экранирование источника или рабочего места(создание экранов из металлических сеток и цепей, облицовка асбестом открытых проемов печей и др.).

3.Использование средств индивидуальной защиты(использование

для защиты глаз и лица щитков и очков со светофильтрами, защита поверхности тела спецодеждой из льняной и полульняной пропитанной -па русины).

4. Лечебно-профилактические мероприятия (организация рациональ-

ного режима труда и отдыха, периодические медосмотры и др.).

5.8. Ультрафиолетовое излучение

195

Естественным источником ультрафиолетового излучения(УФИ) является Солнце. Невидимые ультрафиолетовые (УФ) лучи появляются в источниках излучения с температурой выше 1500 oС и достигают значительной интенсивности при температуре более2000 oС. Искусственными источниками УФИ являются газоразрядные источники света, электрические дуги (дуговые электропечи, сварочные работы), лазеры и др.

Биологическое действие ультрафиолетового излучения. Различа-

ют три участка спектра ультрафиолетового излучения, имеющего различное биологическое воздействие. Слабое биологическое воздействие имеет ультрафиолетовое излучение с длиной волны0,39-0,315 мкм. Противорахитичным действием обладают УФ-лучи в диапазоне0,315-0,28 мкм, а ультрафиолетовое излучение с длиной волны0,28-0,2 мкм обладает способностью убивать микроорганизмы.

Для организма человека вредное влияние оказывает как недостаток ультрафиолетового излучения, так и его избыток. Воздействие на кожу больших доз УФ-излучения приводит к кожным заболеваниям(дерматитам). Высокому воздействию подвергаются люди работающие с копиро- вально-множительной техникой, гигиенические требования к организации работ приведены [18]. Повышенные дозы УФ-излучения воздействуют и на центральную нервную систему, отклонения от нормы проявляются в виде тошноты, головной боли, повышенной утомляемости, повышения температуры тела и др.

Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее0,32 мкм отрицательно влияет на сетчатку глаз, вызывая болезненные воспалительные процессы. Уже на ранней стадии этого заболевания человек ощущает боль и чувство песка в глазах. Заболевание сопровождается слезотечением, возможно поражение роговицы глаза и развитие светобоязни(«снежная» бо-

лезнь). При прекращении воздействия ультрафиолетового излучения на глаза симптомы светобоязни обычно проходят через 2-3 дня.

Недостаток УФ-лучей опасен для человека, так как эти лучи являются стимулятором основных биологических процессов организма. Наиболее выраженное проявление «ультрафиолетовой недостаточности» – авитаминоз, при котором нарушается фосфорно-кальциевый обмен и процесс костеобразования, а также происходит снижение работоспособности и - за щитных свойств организма от заболеваний. Подобные проявления харак-

терны для осенне-зимнего периода при значительном отсутствии -есте ственной ультрафиолетовой радиации («световое голодание»).

В осенне-зимний период рекомендуется умеренное, под наблюдением медицинского персонала, искусственное ультрафиолетовое облучение

эритемными люминесцентными лампами в специально оборудованных помещениях – фотариях. Искусственное облучение ртутнокварцевыми лампами нежелательно, так как их более интенсивное излучение трудно нормировать.

дальнейшем приводящим к пигментации кожи (загару).

Оценка ультрафиолетового облучения производится по величине эритемной дозы. За единицу эритемной дозы принят1 эр, равный 1 Вт мощности УФ-излучения с длиной волны0,297 мкм. Эритемная освещенность (облученность) выражается в эр/м2. Для профилактики ультрафиолетового дефицита достаточно десятой части эритемной дозы, т. е. 60-90 мкэр·мин/см2.

Бактерицидное действие ультрафиолетового излучения, т. е. способность убивать микроорганизмы, зависит от длины волны. Так, например, УФ-лучи с длиной волны 0,344 мкм обладают бактерицидным эффектом в 1000 раз большим, чем ультрафиолетовые лучи с длиной волны0,39 мкм. Максимальный бактерицидный эффект имеют лучи с длиной волны0,254- 0,257 мкм.

Оценка бактерицидного действия производится в единицах, называемых бактами. Для обеспечения бактерицидного эффекта ультрафиолетового облучения достаточно примерно 50 мкб мин/см2 [13].

Для защиты от ультрафиолетового излученияприменяют проти-

восолнечные экраны, которые могут быть химическими (химические ве-

щества и покровные кремы, содержащие ингредиенты, поглощающие УФИ) и физическими (различные преграды, отражающие, поглощающие или рассеивающие лучи). Хорошим средством защиты является специальная одежда, изготовленная из тканей, наименее пропускающих УФИ (например, из поплина). Для защиты глаз в производственных условиях используют светофильтры (очки, шлемы) из темно-зеленого стекла. Полную защиту от УФИ всех длин волн обеспечивает флинтглаз(стекло, со-

держащее окись свинца) толщиной 2 мм.

При устройстве помещений необходимо учитывать, что отражающая способность различных отделочных материалов для УФИ другая, чем для видимого света. Хорошо отражают УФ-излучения полированный алюминий и медовая побелка, в то время как оксиды цинка и титана, краски на масляной основе – плохо.

5.9. Электоромагнитные излучения

Электромагнитное загрязнение биосферы. Многолетние наблюдения и результаты специальных экспериментов [5, 9] показывают, что электромагнитные поля (ЭМП) космического происхождения (например, ЭМП,

возбуждаемые в земной атмосфере«солнечным ветром» – потоками заряженных частиц от Солнца), околоземного происхождения (например, возбуждаемые движением зарядов атмосферного электричества, в том числе при грозовых электрических разрядах), литосферного происхождения (например, постоянное магнитное поле Земли, объясняемое наличием

197

электрических токов в проводящей жидкости земного ядра; ЭМП, возбуждаемые динамическими процессами в земной коре), составляющие естественный электро-магнитный фон Земли, играют важную роль в формировании жизненных процессов на Земле. Так, известно влияние солнечной активности, например, магнитных бурь на биологическую деятельность всех организмов, на рост эпидемий инфекционных заболеваний. Изменение геомагнитного поля значимо коррелирует с годовым приростом деревьев, урожаем сельхозкультур, обострением психических, сердечнососудистых заболеваний, числом дорожных катастроф. Это неудивительно: живые организмы постоянно находятся в сфере влияния естественных ЭМП, более того, они функционируют на основе действия очень слабых биоэлектрических токов и потенциалов(микроамперы, милливольты) и биомагнитных полей (нано-и пикотесла).

В связи с особенностями взаимодействия ЭМП с биологическими объектами диапазон частот радиоволн можно разделить на три поддиапа-

зона [10]:

1) 0 ... 106 Гц – влияние магнитной и электрической составляющих ЭМП на биосферу можно рассматривать отдельно;

2) 106 ... 109 Гц – влияние магнитной и электрической составляющих ЭМП на биообъекты разделить невозможно;

3) 109 ... 1012 Гц – указанное влияние разделить также невозможно; в данной области частот на биообъекты всегда действует сформировавшаяся электромагнитная волна.

Эти особенности электрических, магнитных и электромагнитных полей определяют механизмы влияния ЭМП на биообъекты. Так, постоянное магнитное поле приводит к проявлению диа – и пара-магнитных эффектов, постоянное электрическое поле – поляризационных эффектов, переменное магнитное поле индуцирует электрический ток в биообъектах, переменное электрическое поле вызывает токи смещения в живом веществе биообъектов.

Основные искусственные источники ЭМП: радиолокационные, радио- и телепередающие станции, электростанции и трансформаторные подстанции, энергосиловые установки, воздушные линии электропередачи (ЛЭП), наконец, телеприемники, СВЧ-печи, радиотелефоны, компьютеры, широко разветвленные электрические, в том числе кабельные сети и др. Как отмечалось, напряженность техногенных ЭМП на значительных территориях на 2…5 порядков превышает естественный ЭМП-фон населённой местности – по крайней мере, в отдельных областях радиоволнового диапазона. Суточные колебания техногенного ЭМП изменяют электромагнитную обстановку в биосфере в целом.

Нельзя не обратить внимание на статические электрические поля: на поверхности таких широко распространенных материалов, как линолеум, пластиковые плитки, синтетические ткани одежды образуются большие

198

электрические заряды. Последние способны возбудить огромные напряженности электростатического поля – до 3000 кВ/м, вызывающие электри-

ческий пробой воздуха (напомним, что напряженность электростатиче-

ского поля Земли составляет~ 130 В/м). Эти поля создают своеобразный техногенный фон локальных электростатических полей. То же можно сказать о статических магнитных полях, например, в электрометаллургии, об электрических полях 50 Гц в приземном слое вдоль высоковольтных ЛЭП. Уровни электромагнитных излучений(ЭМИ, радиочастотный диапазон) очень часто превосходят допустимые санитарные нормы: в районах аэропортов, радио- и телестанций, военных, радиотехнических и других объек-

населённой местности ПДУ должен быть на порядки величины меньше).

Можно сказать, что мощный техногенный радиоволновой фон либо значительно сузил зону нормальной жизнедеятельности(толерантности) живого вещества (организмов), либо где-то даже «выдвигает» организмы из этой зоны. Это позволяет полагать электромагнитное (в данном случае – радиоволновое) загрязнение одним из основных экологических факторов антропогенного воздействия на биосферу.

Электромагнитным излучением называется изменение состояния электромагнитного поля (возмущение), способное распространяться в пространстве. Электромагнитное поле – это поле, образующееся в результате взаимодействия магнитного и электрического полей. Причиной появления, источников электромагнитных полей становятся разнообразные излучающие объекты микромира, например, заряженные частицы, атомы, молекулы, и макромира, в частности, средства связи и компьютеры, радиолокации и бытовые приборы.

Квантовая электродинамика предлагает рассматривать электромагнитное излучение как поток фотонов, то есть частиц, представляющих собой элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля. Сами же волны характеризуются такими признаками как длина(или частота), поляризация и амплитуда.

Электромагнитное излучение – проблема, с которой человечество столкнулось не так давно. Современные технологии уже прочно вошли в нашу жизнь, стали ее неотъемлемым атрибутом, присутствуют в каждом доме. Именно поэтому риск оказаться в зоне, где плотность потока энергии превышает нормы, сегодня предельно высок.

Особенно резко напряженность полей возрастает вблизи линий электропередач (ЛЭП), радио-и телестанций, средств радиолокации и радио-

связи (в том числе мобильной и спутниковой), различных энергетических и энергоемких установок, городского транспорта. В бытовых условиях повышение электромагнитных полей вызывается применением электроприборов, видеодисплейных терминалов, сотовых телефонов, пейджеров, ко-

199

торые излучают ЭМП самой различной частоты, модуляции и интенсивности.

Электромагнитное загрязнение среды достигло такого уровня, что Всемирная организация здравоохранения включила эту проблему в число наиболее актуальных в этом столетии для здоровья человека.

Установлено, что негативное воздействие на организм работающих оказывают и электромагнитные поля токов промышленной частоты(ха-

рактеризуются частотой колебаний от3 до 300 Гц). Неблагоприятные воздействия токов промышленной частоты проявляются только при напряжённости магнитного поля порядка 160-200 А/м. Зачастую магнитная напряжённость поля не превышает20-25 А/м, поэтому оценку опасности воздействия электромагнитного поля достаточно производить по величине электрической напряженности поля.

В соответствии [2, 16] нормы допустимых уровней напряженности электрических полей зависят от времени пребывания человека в опасной зоне. Присутствие персонала на рабочем месте в течение8 часов допускается при напряженности электрического поля(Е), не превышающей 5 кВ/м.

Основными видами средств коллективной защиты от воздействия электрического поля токов промышленной частоты являются экранирующие устройства. Экранирование может быть общим и раздельным. При общем экранировании высокочастотную установку закрывают металлическим кожухом – колпаком. Управление установкой осуществляется через окна в стенках кожуха. В целях безопасности кожух контактируют с -за землением установки. Второй вид общего экранирования – изоляция высокочастотной установки в отдельное помещение с дистанционным управлением.

Конструктивно экранирующие устройства могут быть выполнены в виде козырьков, навесов или перегородок из металлических канатов, прутьев, сеток. Переносные экраны могут быть оформлены в виде съемных козырьков, палаток, щитов и др. Экраны изготовляют из листового металла толщиной не менее 0,5 мм.

Наряду со стационарными и переносными экранирующими устройствами применяют индивидуальные экранирующие комплекты. Они предназначены для защиты от воздействия электрического поля, напряженность которого не превышает60 кВ/м. В состав индивидуальных экранирующих комплектов входят: спецодежда, спецобувь, средства защиты головы, а также рук и лица. Составные элементы комплектов снабжены контактными выводами, соединение которых позволяет обеспечить единую электрическую сеть и осуществить качественное заземление(чаще через обувь).

Электромагнитные поля воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжений характеризуются напряженностью маг-

200

нитной и электрической, составляющих соответственно до25 А/м и 15 кВ/м (иногда на высоте 1,5-2,0 м от земли). Поэтому в целях уменьшения негативного воздействия на здоровье, при производстве полевых работ вблизи линий электропередачи напряжением400 кВ и выше, необходимо либо ограничивать время пребывания в опасной зоне, либо применять индивидуальные средства защиты.

Источники электромагнитных полей радиочастотявляются: ра-

диовещание, телевидение, радиолокация, радиоуправление, закалка и плавка металлов, сварка неметаллов, электроразведка в геологии (радио-

волновое просвечивание, методы индукции и др.), радиосвязь и др.

Электромагнитная энергия низкой частоты 1-12 кГц широко используется в промышленности для индукционного нагрева с целью закалки, плавки, нагрева металла. Энергия импульсивного электромагнитного поля низких частот применяется для штамповки, прессовки, для соединения различных материалов, литья и др. При диэлектрическом нагреве (сушка влажных материалов, склейка древесины, нагрев, термофиксация, плавка пластмасс) используются установки в диапазоне частот от3 до 150 МГц. Ультравысокие частоты используются в радиосвязи, медицине, радиовещании, телевидении и др. Работы с источниками сверхвысокой частоты осуществляются в радиолокации, радионавигации, радиоастрономии и др.

Электромагнитных полей радиочастот, они делятся по длине волны на ряд диапазонов табл. 5.3 [16].

Электромагнитное поле – это совокупность двух неразрывно связанных между собой переменных полей, характеризующихся напряженностью электрической (Е, В/м) и магнитной (Н, А/м) составляющих. Различные соотношения радиоволн объединяет общая физическая природа, но они существенно различаются по заключенной в них энергии, характеру распространения, поглощения, отражения, а вследствие этого– по действию на среду, в том числе и на человека. Чем короче длина волны и