В народном хозяйстве в настоящее время все более широкое применение находят лазеры.
Лазерное излучение – это электромагнитное излучение, которое генерируется в диапазоне длин волн 0,2…1000мкм. Диапазон длин волн, которые излучаются (оптическими) квантовыми генераторами (ОКГ) – лазерами, охватывает видимый спектр, а также располагается в инфракрасной и ультрафиолетовой областях.
Наиболее часто ОКГ используются с длинами волн 0,49, 0,51, 0,53, 0,63, 0,694, 1,06, 10,6 мкм. В соответствии с ГОСТ 12.1.040 – 83 «Лазерная безопасность. Общие положения» по степени опасности генерированного излучения лазеры подразделяются на четыре класса.
В процессе их применения возникает опасность поражения людей электротоком высокого напряжения зарядных устройств, ультрафиолетовым излучением импульсных ламп и электромагнитными полями высокой частоты.
Кроме того, при эксплуатации лазерных установок возможны значительные поступления в воздушную среду химических загрязнений, возникновение взрывов и пожаров. Все это обусловило появление новых проблем по защите человека от вредного воздействия лазеров и потребовало разработки специальных санитарных норм при эксплуатации лазеров. В настоящее время Министерством здравоохранения Украины утверждены санитарные нормы при работе с оптическими квантовыми генераторами, которыми определены максимально допустимые уровни интенсивности облучения лазерами. «Санитарные нормы и правила эксплуатации лазеров № 2392-81» устанавливают гранично допустимые уровни лазерного излучения в диапазоне 0.2…20 мкм.
Гранично допустимые уровни лазерных излучений (Дж/см 2) зависят от длины волны, продолжительности импульса, частоты повторения импульса, режима генерации, продолжительности действия.
Лазер - это генератор узконаправленного пучка электромагнитных колебаний очень большой плотности мощности, охватывающих широкий оптический диапазон. Плотность потока мощности на поверхности, облучаемой лазером, достигает 10 11 - I0 14 Вт/см 2 . В качестве иллюстрации высокого уровня энергии лазерного луча можно отметить, что для испарения самых твердых элементов требуется плотность мощности 10 Вт/см 2 .
Современные лазерные установки способны генерировать концентрированный пучок высокочастотных электромагнитных импульсов большой мощности длительностью всего в несколько наносекунд. Мощный поток энергии лазера, попадая в мягкую биологическую ткань, может вызвать поражения кожи, глаз, а также различные функциональные расстройства центральной нервной системы, желез внутренней секреции икровообращения. Чрезвычайно опасно лазерное излучение для органов зрения. Лазерный луч, попав в глаз и сфокусировавшись хрусталиком на его сетчатке может обжечь её и вызвать потерю зрения.
Отраженный лазерный луч не менее опасен, чем прямой. Зеркально отразившись от поверхностей, обладающих блескостью, и попав на человека, лазерный поток может вызвать повреждение его здоровья.
Опасность поражения электротоком может исходить от высоковольтных батарей конденсаторов, газоразрядных импульсных ламп или ламп непрерывного горения, являющихся источниками энергии в некоторых типах лазерных установок. Поэтому вопросам электробезопасности при их эксплуатации необходимо уделять должное внимание. Методы защиты от вредного воздействия электромагнитных полей могут быть использованы и для защиты от лазерного излучения: организация работ и надежное экранирование.
Необходимы тщательный медицинский отбор и хорошая инженерно-техническая подготовка персонала, обслуживающего лазерную установку, а также правильная организация его труда.
В помещениях, где размещены лазерные установки, должны быть четко определены опасные зоны и оформлено надежное их экранирование. Основные методы защиты от лазерного излучения определены «Санитарными нормами и правилами использования и эксплуатации лазеров» № 2392-81. Лазерная установка должна работать в таких условиях, чтобы исключалась возможность зеркального отражения лазерного излучения и возникновения пожаров и взрывов. Поэтому в этих помещениях не должно быть полированных, блестящих поверхностей, от которых может отразиться лазерный поток. Светильники должны обеспечивать равномерное и обильное освещение, способствующее сокращению зрачков глаз человека. Минимальные размеры зрачков снижают вероятность проникновения лазерных излучений на сетчатку глаз и поражения органов зрения. Использование автоблокировки повышает безопасность эксплуатации установки, т.к. исключает возможность включения ее в работу при открытом экране. Для определения мощности плотности энергии лазерных излучений применяются специальные приборы. На дверях должна быть звуковая и световая сигнализация, сблокированная с рубильником включения лазера. Также должен быть вывешен знак лазерной опасности. Для защиты от лазерного излучения применяют спецодежду, маски, перчатки и защитные очки со светофильтрами по ГОСТ 94II-88 (выбираемыми в зависимости от длины волн излучений).
Большое значение в уменьшении неблагоприятного действия лазерного излучения на организм человека имеет соблюдение мер лазерной безопасности и санитарных норм.
«Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» №5804-91 устанавливают предельно допустимые уровни (ПДУ) 218
лазерного излучения в диапазоне длин волн 180... 105 нм при различных условиях воздействия на человека.
Предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения устанавливаются для двух условий облучения (однократного и хронического) и для трех диапазонов длин волн:
I- 180 X энергетическая экспозиция (Н ), облученность (Е), а также энергия (W) и мощность (Р ) излучения.
Предельно допустимые уровни облучения однократного и непрерывного лазерного излучения выбирают из расчета наименьшей величины энергетической экспозиции, не вызывающей первичных и вторичных биологических эффектов, с учетом длины волны (>*) и длительности воздействия (/).
Так, для непрерывного лазерного излучения с длиной волны X = 0,308 мкм при облучении глаз и кожи в течение рабочего дня предельно допустимый уровень энергетической экспозиции будет Н ППУ = 10 4 Дж/см 2 .
При воздействии на глаза серий импульсов коллимированного излучения с длительностью излучения одного импульса менее 0,25 с предельно допустимые уровни рассчитывают с учетом частоты повторения импульсов и длительности воздействия серии импульсов. Санитарные нормы также устанавливают:
Классификацию лазеров по степени опасности генерируемого ими излучения, требования к эксплуатации лазеров, требования к технологическим процессам, производственным помещениям, размещению оборудования, требования к персоналу, требования к применению средств защиты, контроль за состоянием производственной среды.
Способы защиты персонала от лазерного излучения подразделяются на коллективные и индивидуальные.
Коллективные средства защиты от лазерного излучения включают:
- защитные экраны (или кожухи), препятствующие попаданию лазерного излучения на рабочие места;
- размещение пульта управления лазерной установкой в отдельном помещении с телевизионной или другой системой наблюдения за ходом процесса;
- экранирование света импульсных ламп накачки и ультрафиолетового излучения газового разряда;
- системы блокировок и сигнализации, предотвращающие доступ персонала в пределы лазерно-опасной зоны;
- окраску внутренних поверхностей помещений в матовый цвет с минимальным коэффициентом отражения;
- ограждение (маркировка) лазерно-опасной зоны.
Работы с лазерными установками следует проводить в отдельных, специально выделенных помещениях. Само помещение изнутри, оборудование и предметы, находящиеся в нем, не должны иметь зеркально отражающих поверхностей. Все поверхности в помещении лучше окрашивать в матовые тона с коэффициентом отражения не более 0,4. Искусственное освещение в помещении должно быть комбинированным и обеспечивать освещенность согласно санитарным нормам. Следует избегать работ с лазерными установками при затемнении помещения, так как при пониженной освещенности зрачок расширяется и увеличивается вероятность попадания лазерного излучения в глаз.
Лазерная установка должна быть максимально экранирована. Генератор и лампа накачки должны быть заключены в светонепроницаемую камеру. Лампы накачки должны иметь блокировку, исключающую возможность вспышки лампы при открытом положении экрана лампы. Экранирующие щиты, экраны, шторы, занавеси изготавливаются из непрозрачных теплостойких материалов.
Средства индивидуальной защиты применяются при проведении пусконаладочных и ремонтных работ, работ с открытыми лазерными установками.
Они включают в себя средства защиты глаз и лица (защитные очки, щитки, насадки), средства защиты рук и спецодежду.
При работе средств индивидуальной защиты (СИЗ) необходимо учитывать рабочую длину волны излучения и оптическую плотность светофильтра. В табл. 10.4 приведены характеристики стекол, рекомендуемых для изготовления защитных очков.
Таблица 10.4
Оптическая плотность светофильтров, применяемых в защитных очках, щитках и насадках, должна удовлетворять требованиям:
где # тах, ? тах - максимальные значения энергетических параметров лазерного излучения в рабочей зоне; # пду, ? пду - предельно допустимые уровни энергетических параметров при хроническом облучении.
Для выбора средств защиты лазеры классифицируются по степени опасности:
Класс I (безопасные) - выходное излучение не представляет опасности для глаз и кожи;
Класс II (малоопасные) - выходное излучение представляет опасность для глаз прямым и зеркально отраженным излучением;
Класс III (опасные) - опасно для глаз прямое, зеркальное, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и для кожи прямое и зеркально отраженное облучение;
Класс IV (высокоопасные) - опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.
Энергия лазерного луча уменьшается с расстоянием. Вокруг лазеров определяется граница лазерно-опасной зоны, которая может быть обозначена на полу помещения линией.
Наиболее эффективным методом защиты от ЛИ является экранирование. Луч лазера передается к мишени по волноводу (световоду) или огражденному экраном пространству.
Для снижения уровня отраженного излучения линзы, призмы и другие предметы с зеркально отражающей поверхностью, устанавливаемые на пути луча, снабжаются блендами. Для защиты от отраженного облучения от объекта (мишени) применяются диафрагмы с отверстием, немного превышающим диаметр луча (рис. 3.37). В этом случае через отверстие диафрагмы проходит только прямой луч, а отраженное излучение от мишени попадает на диафрагму, которая поглощает и рассеивает энергию.
Рис. 3.37. Схема экранирования отраженного излучения лазера блендами и диафрагмами: 1 - лазер; 2- бленда; 3- линза; 4- диафрагма; 5 - мишень
На открытых площадках обозначаются опасные зоны и устанавливаются экраны, предотвращающие распространение излучений за пределы зон. Экраны могут быть непрозрачными и прозрачными.
Непрозрачные экраны изготовляются из металлических листов (стали, дюралюминия и др.), гитенакса, пластика, текстолита, пластмасс.
Прозрачные экраны из специальных стекол светофильтров или неорганического стекла со спектральной характеристикой, соответствующей длине волны излучения лазера.
Приведение лазера в рабочее состояние обычно блокируется с установкой защитного устройства. Генератор и лампы накачки лазера заключаются в светонепроницаемую камеру. Лампы накачки должны иметь блокировку, исключающую вспышку лампы при открытом положении камеры.
Для основного луча каждого лазера выбирается направление и зона, в которых исключается пребывание людей. Работы с лазерными установками проводятся в отдельных помещениях или специально отгороженных частях помещения. Само помещение изнутри, оборудование и другие предметы не должны иметь зеркально отражающих поверхностей, если на них может падать прямой или отраженный луч лазера. Эти поверхности окрашиваются в матовые цвета.
Для мишени рекомендуется темная окраска. В помещении должна быть создана хорошая освещенность. Коэффициент естественной освещенности (КЕО) должен быть не менее 1,5 %, а общее искусственное освещение не менее 150 л к (см. гл. 2, разд. IV).
При эксплуатации импульсных лазеров с высокой энергией излучения должно применяться дистанционное управление. Лазеры IV класса опасности обязательно располагаются в отдельном помещении и снабжаются дистанционным управлением. Присутствие в помещении людей при работе такого лазера не допускается.
Средства индивидуальной защиты применяются при недостаточности для защиты средств коллективной защиты. К СИЗ относятся технологические халаты, перчатки (для защиты кожных покровов), специальные очки, маски, щитки (для защиты глаз). Халаты изготовляют из хлопчатобумажной ткани белого, светло-зеленого или голубого цвета. Очки снабжены оранжевыми, сине-зелеными и бесцветными стеклами специальных марок, обеспечивающими защиту от лазерного излучения определенных диапазонов длин волн. Поэтому выбор очков должен соответствовать длине волны лазерного излучения.
Этот вопрос нашел отражение в следующих нормативных документах:
1)«Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» № 5804-91.
2)ГОСТ 12.1.040-83* ССБТ. Лазерная безопасность.
3)ГОСТ Р 50723-94 Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий
Биологическое действие лазерного излучения:
Под биологическим действием лазерного излучения понимают совокупность структурных, функциональных и биохимических изменений, возникающих в живом организме в результате облучения монохроматическими когерентными лучами.
Лазерное излучение не встречается в природе, а потому является для живого организма непривычным внешним раздражителем. Лазерное излучение может быть: прямое, отраженное, рассеянное.
Результат воздействия лазерного излучения на ткани определяется как характеристиками самого излучения (интенсивность, длина волны, режим: непрерывный или импульсный), так и характеристиками ткани (отражающей и поглощающей способностью, теплоемкостью, теплопроводностью, скрытой удельной теплотой парообразования, акустическими и механическими свойствами). Одной из особенностей воздействия лазерного излучения на живые ткани является избирательность этого воздействия, что обусловлено монохроматичностью и когерентностью излучения. Дело в том, что каждый вид живых клеток имеет свои характеристики поглощения и отражения потоков излучения. Это свойство позволило применять лазеры в медицине, однако неконтролируемое воздействие лазерного излучения приводит к неприятным для организма последствиям. Ниже приведены и подробно описаны основные биологические эффекты, вызываемые лазерным излучением.
Термический эффект. Высоко сконцентрированная энергия излучения может поглощаться тканями организма, переходя в энергию тепловую. При высоком коэффициенте поглощения тканей может происходить их ожог, сходный по характеру с ожогом от воздействия высокочастотного тока. Из элементов клеток к излучению наиболее чувствительны ферменты, отвечающие за процесс обмена веществ в клетке. При лазерном воздействии ферменты разрушаются, и клетка неизбежно гибнет.
Ударный эффект проявляется в способности фотонов излучения вышибать микрочастицы из органических соединений, то есть, воздействовать на ткань на молекулярном уровне. Ударный эффект сопровождается появлением в биологических тканях распределенного давления, при этом возникает испарение и извержение частиц ткани с облучаемой поверхности в сторону распространения луча. Одновременно в облученном участке в результате резкого подъема температуры возникает тепловое объемное расширение, причем тепло не успевает распространиться путем конвекции. Все это приводит к появлению ударной волны, распространяющейся преимущественно вглубь такни и имеющей в начальный момент сверхзвуковую скорость. Сила ее невелика, однако ее следствием могут быть повреждения внутренних тканей без внешних признаков, имеющие такие опасные последствия, как злокачественная опухоль.
Эффект светового давления и электрострикции. Под электрострикцией понимают деформацию тел во внешнем электрическом поле, пропорциональную квадрату его напряженности. Этим электрострикция похожа на обратный пьезоэлектрический эффект в некоторых кристаллах, при котором деформация пропорциональна напряженности электрического поля в первой степени. Он возможен при наличии в ткани нескомпенсированных магнитных моментов, обусловленных взаимодействием неспаренных электронов под влиянием магнитного поля. Молекулу, содержащую неспаренный электрон, называют свободным радикалом. Это воздействие отрицательное. Развивается теория, согласно которой они являются причиной биологического старения организма. С воздействием свободных радикалов связывают возникновение онкологических заболеваний и мутации. При воздействии лазерного излучения каждый фотон поглощается только одной молекулой, при этом его энергия преобразуется в энергию движения этой молекулы, что приводит к образованию свободных радикалов или других форм энергии. В результате происходит целая цепь сложнейших изменений в структуре клетки, что может привести к ее гибели. Это явление носит название эффекта светового давления. В данном случае также проявляется избирательность воздействия лазерного излучения определенной длины на различные ткани организма.
Эффект воздействия сверхвысокочастотного поля. Волны СВЧ (дециметровые, сантиметровые и миллиметровые) возникают при работе (разряде) ламп накачки лазеров, особенно мощных. Воздействие СВЧ поля на организм давно изучено и описано во всевозможных изданиях. Основной симптом - хронические головные боли, раздражительность, нервозность, беспричинное беспокойство. При длительном воздействии - облысение, бесплодие, общее ухудшение состояния здоровья. При соблюдении норм и правил техники безопасности при работе с лазерами или приборами СВЧ отрицательное воздействие на организм поля СВЧ минимально и существенного вреда здоровью не причиняет.
Действие ядовитых продуктов тканевого обмена и нелинейные оптические эффекты. В первом случае ядовитые вещества интенсивно вырабатываются в тканях организма под воздействием лазерного облучения, и происходит аутоинтоксикация, или отравление организма собственными тканевыми ядами. Нелинейные оптические эффекты проявляются в тканях в силу когерентности излучения и значительной напряженности электрического поля. Таким эффектом является интенсивное монофотонное нелинейное поглощение излучения молекулами ткани. При этом на ткань воздействует не только излучение оптической частоты самого лазера, но и гармоник этой частоты, которые лежат уже в диапазоне радиоактивного излучения. Действие радиации на организм хорошо изучено, и давно известно, что оно губительно для воспроизводства клеток организма. Последние два описанных эффекта - аутоинтоксикация и нелинейное поглощение, усиливают отрицательное воздействие эффектов, описанных выше - теплового, ударного, электрострикционного и эффекта светового давления.
От режима работы лазера зависит, какие именно из вышеописанных эффектов преобладают. При непрерывном режиме основной эффект - термический, а ударный существенной роли не играет. При импульсном режиме работы преобладает тот же термический эффект, но с еще большей силой. За пикосекунды ткани облучаемого участка нагреваются до 100С. Тепло не успевает отводиться путем конвекции, в результате чего жидкие составляющие клеток моментально вскипают. При режиме работы лазера с модулированной добротностью возрастает значение градиентов давления, ударных эффектов взрывного типа и электромагнитных полей. Кроме того, следует отметить, что преобладание того или иного фактора, а также взаимосвязь между ними зависит от рабочей длины волны лазера..
Воздействие на орган зрения:
Конечный результат воздействия лазерного излучения на орган зрения определяется рядом факторов, основные из которых - площадь пораженного участка и расположение его на сетчатке. Центральная ее часть - так называемое желтое пятно - наиболее чувствительна и, следовательно, уязвима. Большое значение имеет и частота излучения. При воздействии лучей ультрафиолетового лазера происходит разрушение молекул белка роговой оболочки и ожог слизистой глаза (конъюнктивит). Болевые ощущения возникают через секунды, поражение - через минуты, часы или даже дни. Поражение необратимое - слепота. При воздействии видимого излучения последствия могут быть разными - от обратимого поражения до слепоты. Основное поражение - ожог сетчатки. При воздействии излучения ближнего инфракрасного участка оно поглощается радужкой, хрусталиком и стекловидным телом. Богатая пигментом радужная оболочка нагревается, из-за чего сразу возникает мигательный рефлекс. Белки хрусталика свертываются. Поражение необратимое - слепота. Происходит через длительное время. Излучение дальней инфракрасной области малоопасно.
Еще один важный фактор - режим работы лазера. При работе в импульсном режиме преобладают механические и тепловые эффекты. Взрывной механический эффект обусловлен возникновением ударной волны от мгновенного прогрева клеточной жидкости. Температура на сетчатке повышается на 8-20, в результате чего образуется слабый ожог. Потеря зрения - временная. При непрерывном режиме работы преобладают термический, взрывной и электрострикционный эффекты. Вследствие термического эффекта разрушаются светочувствительные клетки и повреждается слепое пятно. Поражение необратимое - слепота
Нормирование уровней лазерного излучения:
Исходные данные:
Длина волны излучения: 850 нм
Средняя мощность излучения Pизл = 37.5 мВт
Излучение: модулированное, непрерывное
Для расчета используем Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров N 5804-91
Длина волны 850 нм находится во 2-м диапазоне длин волны: от 380нм до 1400нм. Для определения предельно допустимых уровней и при воздействии лазерного излучения на кожу усреднение производится по ограничивающей апертуре диаметром м (площадь апертуры м).
При оценке воздействия на глаза лазерного излучения в диапазоне II (3801400 нм) нормирование энергии и мощности лазерного излучения, прошедшего через ограничивающую апертуру диаметром м, является первостепенным.
Для определения воспользуемся таблицами 3.3 и 3.4 приложения к Санитарным нормам и правилам N 5804-91 За время воздействия в данном случае принимается 1 секунда, как наиболее вероятное время пребывания под облучением:
Pпду=3.0x10-4 Вт
2) ПДУ лазерного излучения в диапазоне 3801400 нм при хроническом воздействии на глаза
Для определения предельно допустимых значений и коллимированного или рассеянного лазерного излучения в диапазоне II (3801400 нм) при хроническом воздействии на глаза необходимо уменьшить в 10 раз соответствующие предельные значения для однократного воздействия, приведенные в п.2)
Pпду=3.0x10-5 Вт
3)ПДУ лазерного излучения в диапазоне 3801400 нм при однократном облучении кожи.
Соотношения для определения значений и, а также и при однократном воздействии на кожу коллимированного или рассеянного лазерного излучения в спектральном диапазоне 3801400 нм приведены в таблице 3.6 СНиП № 5804-91.
Eпду=5.0x103 Втм2
Pпду= Eпдух10-6=5х10-3Вт
4) ПДУ лазерного излучения в диапазоне 3801400 нм при хроническом облучении кожи
Для определения предельно допустимых значений, и, при хроническом воздействии на кожу коллимированного или рассеянного лазерного излучения в диапазоне II (3801400 нм) необходимо уменьшить в 10 раз соответствующие предельные значения, приведенные в п.3)
Pпду= 5х10-4Вт
Таким образом требуется применение специальных мер защиты, т.к мощность излучения лазера превышает предельно допустимые уровни.
Определим классификацию лазера по степени опасности генеруремого излучения:
К лазерам III класса относятся такие лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз не только коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) при облучении кожи коллимированным излучением. Диффузно отраженное излучение не представляет опасности для кожи. Этот класс распространяется только на лазеры, генерирующие излучение в спектральном диапазоне II.
Рисунок 9.1 Допустимые пределы излучения для лазерных изделий класса 3
Pдоп=0.5Вт < Pизл
Техника безопасности при работе с лазером. Средства защиты от лазерного излучения:
Основные положения правил техники безопасности при работе с лазерами приведены ниже.
Необходим контроль распространения лазерного излучения. При работе с мощными лазерами следует избегать прямого попадания излучения на открытые участки кожи и в глаза. Использовать средства индивидуальной защиты. Опасно не только прямое излучение, но также зеркально отраженное и в случае мощных лазеров диффузно отраженное. Лазер должен быть полностью исправен, включая кожух. Механизмы оптической юстировки должны обязательно иметь светофильтры.
Велика опасность поражения персонала электрическим током от источников высоковольтного напряжения питания лазеров (тысячи вольт). Меры защиты и предосторожности стандартны для всех электрических цепей с повышенной опасностью (ГОСТ 12.1.019-79, 12.1.038-82).
Помимо лазерного излучения, опасно для зрения излучение, создаваемое лампами накачки лазера. Во-первых, оно чрезмерно яркое, во-вторых, часть его спектра находится в ультрафиолетовой области, вредной для глаз. Поэтому следует использовать экраны и индивидуальные средства защиты.
В мощных лазерах при разряде изменяется ионный состав воздуха. В течение 15-20 с в прилегающем к лазеру воздухе сохраняется повышенная концентрация легких ионов. Кроме того, в результате разряда может образовываться озон во вредных для организма концентрациях. Мерами предосторожности в этом случае могут служить экраны и вентиляция воздуха.
В процессе работы лазера возле него создается сверхвысокочастотное электромагнитное поле. При использовании мощных лазеров с достаточно высокой напряженностью электрического и магнитного поля могут возникнуть поражения, характерные для электромагнитных волн сантиметрового и миллиметрового диапазона.
При работе мощных твердотельных импульсных, газодинамических, электродинамических, химических лазеров создаются повышенные до 80 дБ уровни шума. При разряде создается звук, похожий на выстрел. С учетом того, что в импульсном режиме разряды следуют со определенной частотой, общий уровень шума в помещении высок и иногда выше допустимого порога. Меры предосторожности - стандартные (ГОСТ 12.1.003-83). Мероприятия по технике безопасности при работе с лазерными установками можно классифицировать следующим образом
Рисунок 9.2 Мероприятия по технике безопасности
В левом столбце отмечены мероприятия, которые следует провести руководящему персоналу, в правом - мероприятия для рядовых работников.
Организационно-технические мероприятия предусматривают разработку письменных инструкций и правил, соответствующих профилю данного предприятия. В них учитываются специфические условия предприятия, определяется степень ответственности должностных лиц.
Мероприятия по индивидуальной защите предусматривают использование специальных средств, предохраняющих от лазерного излучения, рентгеновского излучения, вредных газов, высоковольтного напряжения и т. д. Меры безопасности при работе с лазерами складываются на использовании коллективных и индивидуальных средств защиты и выполнения общих и индивидуальных мер предосторожности.
В качестве коллективных средств защиты от излучения используются экраны, светофильтры и закрытые лучепроводы. В качестве индивидуальных средств защиты кожи от поражения лазерным излучением используется спецодежда, созданная из плотной ткани, пропускающей весьма малую часть излучения. Для защиты глаз используют различные очки. Из требований, предъявляемых к помещениям, где работают с лазерами, главным является исключение возможности поражения работающего, из чего вытекает необходимость тщательного планирования размещения установок и вспомогательного оборудования. Элементы помещения и оборудования не должны иметь отражающих поверхностей и должны быть окрашены в темные матовые тона. Рабочие места и проходы не должны совмещаться с пространствами для открывания дверей помещения и оборудования, с площадками для размещения переносной измерительной аппаратуры, цеховой тары и других приспособлений, а также с зоной прохождения лазерного луча. Обязательно должно присутствовать естественное освещение и затемненные шторы на окнах на время работы лазера. Кроме того, необходимо присутствие искусственного освещения и вентиляции, соответствующих нормативным документам.
Лазеры получили широкое применение в научных исследованиях (физика, химия, биология и др.), в практической медицине (хирургия, офтальмология и др.), а также в технике (связи, локации, измерительная техника, география), при исследовании внутренней структуры вещества, промышленности при сварке тугоплавких металлов.
Лазер - это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного (стимулированного) излучения. Лазерная установка включает активную (лазерную) среду, расположенную между зеркалами, образующими оптический резонатор, источник энергии ее возбуждения и, как правило, систему охлаждения.Активной средой лазера может быть твердый материал (рубины, стекло), полупроводники (Zn, S), жидкость (с редкоземельными активаторами или органическими красителями), газ (He, CO2 и др.). При работе с источниками лазерных излучений (ЛИ) персонал может подвергаться воздействию излучения высокой интенсивности в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, воздействию рентгеновского и радиочастотного излучений, воздействию высокого электрического напряжения, а также загазованности и запыленности воздуха при обработке лазерным лучом синтетических материалов. Однако основным поражающим фактором является интенсивность лазерного излучения - прямого, отраженного и рассеянного. Лазерное излучение может генерироваться в диапазоне длин волн от 0,2 до 1000 мкм, который разбить на следующие области спектра:
Ультрафиолетовая – от 0,2 до 0,4 мкм;
Видимая – от 0,4 до 0,75 мкм;
Ближняя инфракрасная – от 0,75 до 1,4 мкм;
Дальняя инфракрасная – более 1,4 мкм.
Биологические эффекты ЛИ делятся на две группы: первичные, возникающие в результате термического воздействия, – органические изменения в облучаемых тканях, и вторичные, возникающие в результате нетеплового воздействия на весь организм (функциональные нарушения в центральной нервной системе, сердечно–сосудистой системе и др.). Лазерное излучение представляет опасность главным образом для тканей, которые непосредственно поглощают излучение, поэтому с позиций потенциальной опасности воздействия и возможности защиты от лазерного излучения рассматривают в основном глаза и кожу.
К лазерам I класса (безопасные) относятся полностью безопасные лазеры, то есть такие лазеры, выходное прямое излучение которых не представляет опасности при облучении глаз и кожи. Лазеры II класса (малоопасные) – это лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи или глаз человека только прямым излучением.
К лазерам III класса (опасные) относятся лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и при облучении кожи только прямым излучением. Этот класс распространяется только на лазеры, генерирующие излучение с длиной волны от 0,4 до 1,4 мкм.
IV класс (высокоопасные) включает такие лазеры, диффузно отраженное излучение, которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.
Гигиеническое нормирование лазерного излучения осуществляется по СанПиН 5804-91 «Санитарные нормы и правила стр-ва и эксплуатации лазеров». Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция (Н, Дж/см 2 – отношение энергии излучения, падающей на рассматриваемый участок поверхности, к площади этого участка, т.е. плотность потока энергии). Значение ПДУ различаются в зависимости от длины волны ЛИ, длительности одиночного импульса, частоты следования импульсов излучения, длительности воздействия. Установлены различные уровни для глаз и кожи.
Защита от ЛИ осуществляется организационно-техническими, санитарно-гигиеническими и лечебно-профилактическими методами:1 выбор, планировка и внутренняя отделка помещений; рациональное размещение лазерных установок и порядок их обслуживания. 2 и 3 контроль за уровнями вредных и опасных факторов на рабочих местах; контроль за прохождением персоналом предварительных и периодических медицинских осмотров. СИЗ: защитные очки, щитки, маски и др. СКЗ должны предусматриваться на стадии проектирования и монтажа лазеров, при организации рабочих мест, при выборе эксплуатационных параметров
29. Средства индивидуальной защиты. Классификация. Личная гигиена на производстве.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяется в тех случаях, когда безопасность работ не может быть обеспечена конструкцией оборудования, организацией производственных процессов, архитектурно-планировочным решением и средствами коллективной защиты.
Целью применения любого СИЗ является снижение до допустимых значений или полное предотвращение влияния опасных и вредных производственных факторов на человека.
Вопросы обязательного обеспечения работников СИЗ регламентируются Трудовым кодексом РФ (ст. 221), «Правилами обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты», государственными стандартами системы ССБТ, рядом постановлений Минтруда России и приказов Минздравсоцразвития России об утверждении «Типовых отраслевых норм бесплатной выдачи работникам сертифицированной специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты» для всех отраслей экономики (1997–2006 годах).
Эффективность и качество СИЗ должны быть подтверждены сертификатом соответствия.
КЛАССИФИКАЦИЯ СИЗ. В соответствии с ГОСТ 12.4.011-89 ССБТ. «Средства защиты работающих. Общие требования и классификация» средства индивидуальной защиты в зависимости от назначения подразделяются на следующие классы:
Одежда специальная защитная (комбинезоны, полукомбинезоны, куртки, брюки, тулупы, халаты, пальто, полупальто, полушубки, накидки, плащи, полуплащи, рубашки, шорты, жилеты, платья, сарафаны, блузки, юбки, напыльники, фартуки);
Средства защиты ног (сапоги, полусапоги, ботинки, полуботинки, туфли, галоши, боты, бахилы, портянки), в том числе от вибрации и действия электротока;
Средства защиты рук (рукавицы, перчатки, наладонники, напальчники, напульсники, нарукавники, налокотники), в том числе дерматологические средства (пасты, мази, кремы);
Средства защиты головы (каски, шлемы, подшлемники, шапки, береты, шляпы, колпаки, косынки, накомарники);
Средства защиты лица (щитки защитные лицевые);
Средства защиты глаз (очки защитные);
Средства защиты органов слуха (противошумовые шлемы, наушники, вкладыши);
Средства защиты органов дыхания (противогазы, респираторы, самоспасатели, пневмошлемы, пневмокаски, пневмокуртки);
Костюмы изолирующие (пневмокостюмы, гидроизолирующие костюмы, скафандры);
Средства защиты от падения с высоты (предохранительные пояса, тросы, ловители и др.);
Средства дерматологические защитные (защитные, очистители кожи, репаративные средства);
Средства защиты комплексные (единые конструктивные устройства, обеспечивающие защиту двух и более органов – дыхания, зрения, слуха, а также лица и головы).
Кроме того, СИЗ могут быть универсальными. В этом случае они обеспечивают защиту от всех или основных вредных и опасных факторов (например, СИЗ органов дыхания, защищающие от всех видов пыли).
Средства индивидуальной защиты, предназначенные для конкретных условий труда или профессии, называют специальными (спецодежда для шахтеров, геологов, лесорубов и т.п.).
Не относится к СИЗ форменная и корпоративная одежда, которой обеспечиваются работники в некоторых фирмах.
Личная гигиена – это гигиенические требования к содержанию в чистоте тела и одежды работника, а также такое состояние здоровья, при котором сотрудник не является носителем инфекции. Все работники предприятий обязаны соблюдать правила личной и производственной гигиены. Под личной гигиеной подразумевается содержание в чистоте тела, личной и санитарной одежды, регулярное прохождение медицинского освидетельствования, а также соблюдение санитарного режима предприятия.
30. Санитарно-гигиенические требования к планировке предприятия и организации производства.
Общие требования к размещению предприятия и планировке его территории содержится в действующем своде правил СП 18.13330.2011 «Генеральные планы промышленных предприятий» и СНиП 2.09.04-87* «АДМИНИСТРАТИВНЫЕ И БЫТОВЫЕ ЗДАНИЯ».
Планировка включает надлежащее размещение зданий, сооружений и путей внутризаводского транспорта на территории предприятия, рациональную организацию рабочих мест, необходимость обеспечения работающих санитарно-бытовыми помещениями, средствами коллективной и индивидуальной защиты и т.д.
Планировка производственных зданий, помещений и сооружений должно осуществляться так, чтобы персонал, не занятый обслуживанием технологических процессов и оборудования, не подвергался воздействию вредных факторов выше нормируемых параметров.
При проектировании производств с возможным выделением вредных веществ 1-го и 2-го классов опасности остронаправленного действия внутри помещений следует предусматривать устройство изолированных кабин, помещений или операторских зон с оптимальными условиями труда для дистанционного управления оборудованием.
Проектирование безоконных и бесфонарных зданий, а также размещение производственных помещений с постоянными рабочими местами в подвальных и цокольных этажах с недостаточным естественным освещением должно осуществляться в соответствии с действующими нормативными документами.
При размещении технологического, энергетического, санитарно-технического оборудования на открытых площадях необходимо предусматривать помещения для размещения пультов управления этим оборудованием, а также помещения для обогрева работающих.
Планировка наружных ограждений отапливаемых производственных помещений должно исключать возможность образования конденсата на внутренней поверхности стен и потолков.
При планировке новых и реконструкции существующих ЗиС должны предусматриваться мероприятия, направленные на уменьшение поступления избыточного тепла или холода в рабочую зону.
При планировке помещений для работы с источниками ЭМП радиочастотного диапазона необходимо предусматривать их изоляцию от других производственных помещений.
При планировке и реконструкции действующих производственных объектов, где располагаются источники шума, необходимо предусматривать архитектурно-строительные мероприятия, направленные на снижение до допустимых уровней шума внутри помещений на рабочих местах, а также на территории пром. площадок.
Проектная документация в соответствии с требованиями законодательства проходит несколько видов экспертиз, в том числе экспертизу условий труда. Вопросы создания и обеспечения безопасных условий труда для работающих освещаются в разделе проекта «Управление производством, предприятием и организация условий и охраны труда рабочих и служащих».
Проектная документация в случаях, определенных Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» подлежит экспертизе промышленной безопасности.
Организация производства осуществляется согласно СП 2.2.2.1327-03 «Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту». Под санитарно-гигиеническими требованиями организации производства понимается система санитарно-технических, гигиенических и организационных мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на людей вредных производственных факторов. В этих целях по установленным нормам должны быть оборудованы санитарно-бытовые помещения для приёма пищи, оказания медицинской помощи, комнаты для отдыха. Для соблюдения санитарно-гигиенических требований необходим контроль за следующими параметрами: световая среда, микроклимат, производственный шум, ЭМП и т. д.
