Лекция 5 Освещенность + ЭМИ. Обеспечение комфортных условий жизни и деятельности
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ ЖИЗНИ И ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Производственное освещение Из общего объема информации человек получает через зрительный канал около 80%. Качество поступающей информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное количественно или качественно оно не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Часть электромагнитного спектра с длинами волн 10- 340000 нм называется оптической областью спектра: ультрафиолетовое излучение - 10-380 нм; видимое излучение - 380-770 нм; инфракрасное излучение - 770-340000 нм. Характеристики световой среды Существуют два источника света – рассеянный свет небосвода и искусственные источники, созданные человеком. Освещение и световая среда характеризуются следующими параметрами. 1. Световой поток Ф – это часть электромагнитной энергии, которая излучается источником в видимом диапазоне. Поскольку световой поток Ф –это не только физическая, но и физиологическая величина, т.к. характеризует зрительное восприятие, для него введена специальная единица измерения люмен (лм)лучистого потока, которая воспринимается как свет 2. Сила света. Т.к. источник света может излучать свет по различным направлениям неравномерно, вводится понятие силы света как отношение величины светового потока, распространяющегося от источника света в некотором телесном угле Ω (измеряется в стерадианах) к величине этого телесного угла 3. Освещенность – это отношение падающего на поверхность светового потока Ф к величине площади этой поверхности S 4. Яркость. Величина светового потока Ф отр , отраженного поверхностью предмета и распространяющегося в некотором телесном угле Ω, отнесенная к величине этого угла и площади S отражающей поверхности, называется яркостью объекта dS dф Е [люкс] 5. К основным качественным показателям освещения относятся коэффициент пульсации [%] характеризует глубину колебания освещенности, создаваемой газоразрядными лампами; фон – поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее светкоэффициент отражения - доля светового потока, падающего на поверхность, которая отражается от него Для оценки условий зрительной работы существуют такие характеристики как фон, контраст объекта с фоном, видимость объекта. Системы и виды освещения. Виды освещения: Естественное, искусственное и совмещенное (естественное и искусственное вместе). Естественное - верхнее и боковое, комбинированное. По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух систем - общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах. По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на следующие виды: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное дежурное. Системы искусственного освещения Общее Местное Комбинированное Источники света – лампы и светильники Основными параметрами электрических источников света являются номинальные значения напряжения ( в В), мощности (в Вт), светового потока (в лм), световой отдачи (в лм/Вт) и срока службы (в час). Лампы накаливания Лампы люминесцентные (газоразрядные) Лампы светодиодные Светильники. Светильником называется осветительный прибор, осуществляющий перераспределение светового потока лампы внутри значительных телесных углов. Светильники – это совокупность источника света и осветительной арматуры. Осветительная арматура служит для преобразования светового потока лампы, для крепления и подключения ее к системе питания, для защиты от механических повреждений и изоляции лампы от окружающей среды и для защиты органов зрения от слепящего действия лампы. Характеристика светильников Защитный угол – это угол, образуемый горизонтальной плоскостью, проходящий через святящееся тело лампы и нижний край абажура, решетки, защищающей органы зрения от ослепления. В пределах защитного угла человек не видит светящееся тело лампы. Коэффициент полезного действия – это отношение фактического светового светильника к световому потоку помещенной в него лампы. Наименьшая высота подвеса. Распределение светового потока в пространстве (графики линий равной освещенности - изолюкс) в полярной системе координат. Характеристикой светильников также является кривая силы света КСС. Нормируется абсолютные значения освещенности в зависимости: 1. От разряда зрительной работы, который определяется в зависимости от наименьшего размера объекта различения [мм] – той самой малой детали рабочей поверхности, которую человек с нормальным зрением должен отчетливо видеть невооруженным глазом. Так, например, при чтении текста, самым малым элементом является точка, хвостик у запятой, хвостик у букв ц или щ. В зависимости от размера объекта различения определяется разряд зрительной работы. 2. От подразряда зрительной работы, который зависит: - от контраста объекта различения с фоном (контраст – это разность яркости объекта различения и фона). Он может быть большим (когда объект и фон резко отличается по яркости), средним (объект и фон заметно отличается по яркости) и малым (объект и фон мало отличаются по яркости) - от фона, который может быть светлым, средним и темным. 3. От системы освещения (общая, комбинированная). - общее освещение – это освещение при котором лампы располагаются в верхней зоне помещения; - комбинированное освещение – это сочетание общего освещения с местным, при котором непосредственно над рабочей поверхностью устанавливается местный источник света, например, настольная лампа. 4. От типа лампы (накаливания или люминесцентные) КЕО – это отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственно или после отражений), к одновременно измеренному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в процентах: Электромагнитное излучение Оборудование и системы, которые генерируют, передают и используют электрическую энергию, создают в окружающей среде электромагнитные поля. Кроме искусственных источников электромагнитного излучения (ЭМИ) существуют и естественные - космос, Земля. Спектр ЭМИ природного и техногенного происхождения, оказывающий влияние на человека как в условиях быта, так и в производственных условиях, достаточно широк. Характер воздействия на человека ЭМИ в разных диапазонах различен. Диапазон частот Диапазон волн Частота колебаний Длина волны Низкие частоты (НЧ) инфранизкие низкие промышленные звуковые 0,003 - 0,3 Гц 0,03 - 3,0 Гц 3 - 300 Гц 300Гц - 30 кГц 10 7 - 10 6 км 10 6 - 10 4 км 10 4 - 10 2 км 10 2 - 10 км Высокие частоты (ВЧ) длинные средние короткие 30 - 300 кГц 300кГц - 3 МГц 3-30 МГц 10 - 1 км 1км - 100 м 100 - 10 м Ультравысокие частоты (УВЧ) ультракороткие 30 -300Мгц 10 - 1 м Сверхвысокие частоты (СВЧ) дециметровые сантиметровые миллиметровые 300Мгц - 3ГГц 30 - 300ГГц 30 - 300ГГц 100 - 10см 10 - 1 см 10 - 1 см Электромагнитное поле диапазона радиочастот обладает рядом свойств, которые широко используются в разных отраслях. Высокочастотное электромагнитное поле образуется в рабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты. Источниками излучения электромагнитных волн в радиотехнических установках могут быть генераторы электромагнитных колебаний, антенные устройства, отдельные СВЧ-блоки (линии передач от генератора к антенне, отверстия и щели в сочленениях тракта передачи энергии волн). Работы с источниками ультравысоких частот выполняются в радиосвязи, радиовещании, медицине, телевидении: при конструировании и опытной эксплуатации передатчиков на передающих радио- и телецентрах, в физиотерапевтических кабинетах для диатермии и индуктотермии. электромагнитное поле - совокупность как переменного электрического, так и неразрывно с ним связанного магнитного поля. Интенсивность электромагнитного поля на рабочих местах зависит от мощности генератора, расстояния рабочего место от источника излучения и отражений от различных металлических поверхностей. Вокруг источника излучения волн схематически можно выделить три зоны: ближнюю - зону индукции, промежуточную - зону интерференции и дальнюю - зону излучения. Соотношения электрической и магнитной составляющих в этих зонах не одинаковы. В зоне индукции работающие подвергаются воздействию различных по величине электрических и магнитных полей, поэтому их интенсивность оценивается раздельно, величинами напряженности электрической Е и магнитной Н составляющей в вольтах на метр (В/м) для электрического и в амперах на метр (А/м) для магнитного поля. Эти поля имеют место при работе с источниками низко- , высоко- и ультравысокочастотных излучений Биологический эффект электромагнитных полей зависит от диапазона частот, интенсивности воздействующего фактора, продолжительности, характера и режима облучения (постоянное, апериодическое, интермиттирующее). Общим в характере биологического воздействия электромагнитных полей радиочастот большой интенсивности является тепловой эффект, который может выразится либо в интегральном повышении температуры тела, либо в избирательном нагреве отдельных тканей или органов, причем органы и ткани недостаточно хорошо снабжены кровеносными сосудами (хрусталик глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь) более чувствительны к такому локальному нагреву. Наиболее чувствительной к воздействию радиоволн является центральная нервная и сердечно- сосудистая системы. Наиболее биологически активен диапазон СВЧ, менее активен УВЧ и затем диапазон ВЧ, т.е. с укорочением длины волны биологическая активность почти всегда возрастает. Комбинированное действие ЭМП с другими факторами производственной среды - повышенная температура (свыше 28 С), наличие мягкого рентгеновского излучения - вызывает некоторое усиление действия ЭМП, что было учтено при гигиеническом нормировании СВЧ - поля. Нормирование воздействия электромагнитного излучения радиочастот По энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека. Оценка по энергетической экспозиции применяется для лиц, работа или облучение которых связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ (кроме лиц, не достигших 18 лет, и женщин в состоянии беременности) при условии прохождения этими лицами в установленном порядке предварительных и периодических медицинских осмотров по данному фактору и получения положительного заключения по результатам медицинского осмотра. По значениям интенсивности ЭМИ РЧ; такая оценка применяется для лиц, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ, для лиц не проходящих предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров по данному фактору или при наличии отрицательного заключения по результатам медицинского осмотра; для работающих или учащихся лиц, не достигших 18 лет, для женщин в состоянии беременности; для лиц, находящихся в жилых, общественных и служебных зданиях и помещениях, подвергающихся воздействию внешнего ЭМИ РЧ (кроме зданий и помещений передающих радиотехнических объектов); для лиц, находящихся на территории жилой застройки и в местах массового отдыха. В диапазоне частот 30 кГц ...300МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля (Е,В/м) и напряженности магнитного поля (Н, А/м). В диапазоне частот 300МГц ...300ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м 2 , мкВт/см 2 ). Лазерное излучение. Лазер, или оптический квантовый генератор (ОКГ), - техническое устройство, испускающее в виде направленного пучка электромагнитное излучение в диапазоне волн от 0,2 до 1000 мкм. Находит широкое применение в различных отраслях народного хозяйства: в медицине (для коагуляции, достижения противовоспалительного и стимулирующего эффекта), в промышленности (для резки, сварки, прошивки отверстий, термообработки изделий, раскроя материалов), в контрольно-измерительной технике, для связи в земных и космических условиях и др. Состоит из рабочего тела (активная среда), лампы накачки и зеркального резонатора. Сильная световая вспышка лампы накачки превращает электроны активной среды из спокойного в возбужденное состояние. Эти электроны, действуя друг на друга, создают лавинный поток световых фотонов. Отражаясь от резонансных экранов, фотоны пробивают полупрозрачный экран и выходят узким монохроматическим когерентным (строго направленным) световым пучком высокой энергии. Рабочее тело, или активная среда, может быть твердым (кристаллы искусственного рубина с добавкой хрома, некоторые соли вольфрамовой или молибденовой кислот, стекла с примесью редкоземельных и других элементов), жидким (пиридин, бензол, толуол, бром нафталин, нитробензол и др.), газообразным ( смесь галлия и неона, галлия и паров кадмия, аргон, криптон, углекислый газ и др.). Атомы рабочего тела переводятся в возбужденное состояние не только световым излучением, но и потоком электронов, радиоактивных частиц и химической реакцией. Лазеры могут быть классифицированы следующим образом: * по степени опасности (от малоопасных - 1-й класс, до высокоопасных - 4-й класс); * по мощности излучения (сверхмощные, мощные, средней и малой мощности); * по конструкции (стационарные, передвижные, открытые, закрытые); * по режиму работы (импульсные, непрерывные, импульсные с модулированной добротностью); * по длине волны (рентгеновские, ультрафиолетовые, видимый свет, инфракрасные, субмиллиметровые); * по активному элементу (жидкостные, полупроводниковые, твердотельные, газодинамические). Действие на организм. Биологическое действие на организм излучений лазеров находится в зависимости от ряда факторов: мощности излучения, длины волны, характера импульса, частоты следования импульсов, продолжительности облучения, величины облучаемой поверхности и др. Можно выделить термическое и нетермическое, местное и общее действие излучения. Термический эффект для лазеров непрерывного действия имеет много общего с обычным нагревом. Под влиянием лазеров, работающих в импульсном режиме в облучаемых тканях, происходит быстрый нагрев и мгновенное вскипание жидких сред, что в конечном счете приводит к механическому повреждению тканей. Отличительной чертой лазерного ожога является резкая ограниченность пораженной области от смежной с нею интактной. Нетермическое действие в основном обусловлено процессами, возникающими в результате избирательного поглощения тканями электромагнитной энергии, а также электрическим и фотохимическим эффектами. В характере действия лазерного излучения на организм человека можно выделить два эффекта: первичный и вторичный. Первичные эффекты возникают в виде органических изменений в облучаемых тканях (глаз, кожа). Попадая в глаз, энергия лазера абсорбируется пигментным эпителием и в течение очень короткого времени повышает в нем температуру до высоких уровней, вызывая термокоагуляцию прилегающих тканей - хориоретинальный ожог. Термические нарушения сопровождаются повреждениями сетчатой оболочки глаза. Особенно опасны повреждения центральной ямки области сетчатки как более важной в функциональном отношении. Повреждение этой области могут привести к глубоким и стойким нарушениям центрального зрения. Излучение может поглощаться и другими элементами глаза, в частности сосудистой оболочкой, но в меньшей степени. воздействия определяется как параметрами излучения лазера, так и пигментацией кожи, состоянием кровообращения. Пигментированная кожа поглощает значительно больше лазерных лучей, чем светлая кожа. Однако отсутствие пигментации способствует более глубокому проникновению лучей лазера в кожу и под кожу, вследствие чего поражения могут носить более выраженный характер. Повреждения кожи напоминают термический ожог, который имеет четкие границы, окруженные небольшой зоной покраснения. Кроме первичных эффектов в характере действия лазеров выделяют так называемые вторичные эффекты - неспецифические изменения, возникающие в организме как реакция на облучение. При этом возможны функциональные расстройства центральной нервной и сердечно- сосудистой системы, неврозы астенического типа, патология вегетативно-сосудистой системы в виде вегетативно-сосудистых дисфункций и астеновегетативных синдромов. Сердечно-сосудистые расстройства могут проявляться сосудистой дистонией по гипотоническому или гипертоническому типу, нарушением мозгового кровообращения. В картине периферической крови выявляется незначительное снижение гемоглобина, увеличение количества эритроцитов, ретикулоцитов, уменьшение количества тромбоцитов. Возможны изменения липоидного, углеводного и белкового обменов и др Ионизирующее излучение. К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа-, бета-, нейтронные) и электромагнитные (гамма-, рентгеновское) излучения, способные при взаимодействии с веществом создавать заряженные атомы и молекулы - ионы. Альфа - излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых веществом при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. Бета - излучение - поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Нейтроны - поток которых образует нейтронное излучение преобразуют свою энергию в упругих неупругих взаимодействиях с ядрами атомов. При неупругих взаимодействиях возникает вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и из гама - квантов (гамма-излучение). При упругих взаимодействиях возможна обычная ионизация вещества. Гамма - излучение - электромагнитное (фотонное) излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Гамма излучение обладает большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием. Энергия его находится в пределах 0,01 - 3 МэВ. Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей источник бета - излучения ( в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов) и представляет собой совокупность тормозного и характеристического излучения, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ Активность А радиоактивного вещества - число спонтанных превращений dN в этом веществе за малый промежуток времени dt, деленное на этот промежуток: A = dN / dt, Единицей измерения активности является Беккерель (Бк). 1 Бк равен одному ядерному превращению в секунду. Кроме этого, активность может измеряться в Кюри (и) - специальная единица активности. 1Ки = 3,7 10 10 Бк. Для количественной оценки ионизирующего действия рентгеновского и гамма - излучения в сухом атмосферном воздухе используется понятие экспозиционной дозы. Экспозиционная доза представляет собой отношение полного заряда ионов одного знака, возникающих в малом объеме воздуха, к массе воздуха в этом объеме. За единицу этой дозы принимают кулон на килограмм (Кл / кг). применяется также внесистемная единица - рентген (Р). Количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела (тканями организма), называется поглощенной дозой и измеряется в системе СИ в Греях (Гр). Эта доза не учитывает, какой вид излучения воздействовал на организм человека. Если принять во внимание этот факт, то дозу следует умножить на коэффициент, отражающий способность излучения данного вида повреждать ткани организма. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой; ее измеряют в системе СИ в единицах, называемых зивертами (Зв). Доза эффективная - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органе на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани. Эта доза также измеряется в зивертах. Специальная единица эквивалентной дозы - бэр. Бэр - поглощенная доза любого вида излучения, которая вызывает равный биологический эффект с дозой в 1 рад рентгеновского излучения. Рад - специальная единица поглощенной дозы зависит от свойств излучения и поглощающей среды. Поглощенная, эквивалентная, эффективная и экспозиционная дозы, отнесенные к единице времени, носят название мощности соответствующих доз. Условная связь системных единиц: 100 Рад ≈ 100 Бэр≈ 100 Р≈ 13 В≈ 1 Гр Биологическое действие излучения зависит от числа образованных пар ионов или от связанной с ним величины - поглощенной энергии. Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений. Изменение химического состава значительного числа молекул приводит к гибели клеток. Под влиянием излучений в живой ткани происходит расщепление воды на атомарный водород Н и гидроксильную группу ОН, которые, обладая высокой активностью, вступают в соединение с другими молекулами ткани и образуют новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани. В результате происходящих изменений нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ нарушается. Под влиянием ионизирующих излучений в организме происходит торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свертываемости крови и увеличение хрупкости кровеносных сосудов, расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта, истощение организма, снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям, увеличение числа белых кровяных телец. (лейкоцитоз). Необходимо различать внешнее и внутреннее излучение. однократное облучение в дозе 25-50 бэр приводит к незначительным скоропроходящим изменениям в крови, при дозах облучения 80 - 120 бэр появляются начальные признаки лучевой болезни, но смертельный исход отсутствует. Острая лучевая болезнь развивается при однократном облучении 200-300 бэр, смертельный исход возможен в 50% случаев. Смертельный исход в 100% случаев наступает при дозах 550 - 700 бэр. Эти данные - когда лечение не проводится категория А - персонал; категория Б - ограниченная часть населения; категория В - население области, края, республики, страны. Персонал - работающие с источниками ионизирующего излучения. Ограниченная часть населения - лица непосредственно не работающие с ИИО, но по условиям проживания или размещения рабочих мест подвергающиеся воздействию радиоактивного излучения. Население - остальные В порядке убывания радиочувствительности устанавливаются три группы критических органов: I. Все тело, гонады и красный костный мозг (гонады - от греческого слова «gone» - порождающие, половые железы). II. Мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к группам I и III. III. Кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы. Устанавливаются предельно допустимые дозы (ПДД) за год. ПДД - наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном воздействии в течении 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Эквивалентная доза Н (бэр), накопленная в критическом органе за время Е (лет) с начала профессиональной работы, не должна превышать значения: Н = ПДД Т. Дозовые пределы, группа крити ческих органов бэр за год I II III ППД для категории А ППД для категории Б 5 0,5 15 1,5 30 3 |