Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) - спектр электромагнитных колебаний с длиной волны 200...400 нм. По биологическому эффекту выделяют три области:

А 400-315 нм - длинноволновая

В 315-280 нм-средневолновая

С 280-200 нм - коротковолновая

УФА характеризуется общеоздоровительным действием; УФВ обладает выраженным загарным и антирахитическим действием; УФС активно действует на тканевые белки и липиды, обладая выраженным бактерицидным действием.

Источники УФИ можно разделить на две большие группы: естественные и искусственные. Главным естественным источником УФИ является солнце. На интенсивность данного излучения на поверхности Земли оказывает влияние длина пути лучей, географическая широта, высота над уровнем моря и время года. Имеет также значение рассеивание и поглощение УФИ пылью, туманом, различными химическими веществами, находящимися в атмосфере и дождем.

Искусственные источники УФИ можно классифицировать газоразрядные источники - ртутные лампы низкого давления, ртутные лампы высокого давления, металлические галогеновые высокого давления, водородные и дейтериевые лампы, дуговая сварка; флуоресцентные лампы; источники накаливания — углеродная дуга, оксиацетиленовое пламя.

Ультрафиолетовое излучение, составляющее приблизительно 5 % плотности потока солнечного излучения, — жизненно необходимый фактор. Оно может понижать чувствительность организма к некоторым вредным воздействиям вследствие усиления окислительных процессов в организме и более быстрого выведения вредных веществ из организма.

УФ-облучение субэритемными и малыми эритемньми дозами оказывает благоприятное стимулирующее действие на организм. Происходит повышение тонуса гипофизарно-надпочечниковой и симпатоадреналовой систем, активности ферментов и уровня неспецифического иммунитета, увеличивается секреция ряда гормонов. Наблюдается нормализация артериального давления, снижается уровень холестерина сыворотки, снижается проницаемость капилляров, повышается фагоцитарная активность лейкоцитов; нормализуются все виды обмена.

Под воздействием УФ-излучения повышается сопротивляемость организма, снижается заболеваемость, возрастает устойчивость к охлаждению, снижается утомляемость, увеличивается работоспособность. УФ-излучение от производственных источников (электрические дуги, ртутно-кварцевые горелки, автогенное пламя) может стать причиной острых и хронических поражений.

Наиболее подвержен действию УФ-излучения зрительный анализатор. Острые поражения глаз, так называемые электроофтальмии (фотоофтальмии), представляют собой острый конъюнктивит или кератоконъюнктивит. Проявляется заболевание ощущением постороннего тела или песка в глазах, светобоязнью, слезотечением, блефароспазмом. Нередко обнаруживается эритема кожи лица и век. Заболевание длится до 2-3 суток.

Кожные поражения протекают в виде острых дерматитов с эритемой, иногда отеком, вплоть до образования пузырей. Наряду с местной реакцией могут отмечаться общетоксические явления с повышением температуры, ознобом, головными болями, диспепсическими явлениями. Классическим примером поражения кожи, вызванного УФ-излучением, служит солнечный ожог.

Хронические изменения кожных покровов, вызванные УФ-излучением, выражаются в «старении», развитии кератоза, атрофии эпидермиса, возможно развитие злокачественных новообразований. Механизм развития рака кожи связывают со способностью УФИ повреждать ДНК и ее репарирующую систему. Канцерогенное действие УФИ может заключаться в одном из трех основных элементов повреждения: увеличения частоты хромосомных аберраций и степени мутации, увеличения степени трансформации нормальных клеток в раковые клетки.

Вероятность развития опухолей при УФ-облучении зависит от суммарной дозы ультрафиолетового спектра излучения, длительности экспозиции, интервалов между облучениями, индивидуальной чувствительности организма и др.

В комбинации с химическими вещества УФИ приводит к фотосенсибилизации — повышенной чувствительности организма к свету с развитием фототоксических и фотоаллергических реакций. Фотоаллергия проявляется в виде экзематозных реакций, образования узелково-папулезной сыпи на коже и слизистых. Фотоаллергия может приводить к стойкому повышению чувствительности организма к УФИ даже в отсутствие фотосенсибилизатора. Канцерогенный эффект УФИ для кожи зависит от дозы регулярного УФ-облучения и некоторых других сопутствующих факторов (диеты, приема лекарственных препаратов, температуры кожи), малые дозы УФИ представляют относительно небольшую опасность.

Важное гигиеническое значение имеет способность УФ-излучения (область С) производственных источников изменять газовый состав атмосферного воздуха вследствие его ионизации. При этом в воздухе образуются озон и оксиды азота. Эти газы обладают высокой токсичностью и могут представлять большую профессиональную опасность, особенно при выполнении сварочных работ, сопровождающихся УФ-излучением, в ограниченных, плохо проветриваемых помещениях или в замкнутых пространствах.

Гигиеническое нормирование УФИ в производственных помещениях осуществляется "Санитарными нормами ультрафиолетового излучения в производственных

помещениях" № 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 (спилка, кожи, тканей с пленочным покрытием и т. п.) допустимая интенсивность облучения в области УФВ+УФС (200...315 нм) не должна превышать 1 Вт/м².

Снижение интенсивности облучения УФ и защита от его воздействия достигается удалением обслуживающего персонала от источников излучения. Безопасное расстояние определяют только экспериментально в каждом конкретном случае в зависимости от условий работы, состава производственной атмосферы, вида источника излучения, отражающих свойств конструкций помещения и оборудования.

Наиболее рациональным методом защиты является экранирование источников излучения, экранирование рабочих мест, специальная окраска помещений и рациональное размещение рабочих мест. В качестве материалов экрана могут применяться материалы и светофильтры, не пропускающие или снижающие интенсивность излучений. Стены и ширмы в цехах окрашивают в светлые тона с добавлением в краску оксида цинка. Рабочие места ограждают кабинами высотой 1,8-2 м, причем для улучшения их проветривания стенки не должны доходить до пола на 25-30 см.

Для защиты от УФ обязательно применяются индивидуальные средства, которые состоят из спецодежды (куртка, брюки), рукавиц, фартука, из специальных тканей, щитка со светофильтром, соответствующего определенной интенсивности излучения. Для защиты кожи от УФИ применяются мази, содержащие вещество, служащее светофильтрами для этих излучений (салол, салицилово-метиловый эфир и пр.), а также спецодежда, изготовляемая из льняных и хлопчатобумажных тканей с искростойкой пропиткой и из грубошерстных сукон. Для защиты рук от воздействия УФ применяют рукавицы.

Для снижения некоторых негативных проявлений УФ воздействия проводят ряд профилактических мероприятий. С целью уменьшения "ультрафиолетового дефицита" используется солнечное излучение - инсоляция помещений, световоздушные ванны, солярии и УФ-облучение искусственными источниками. Для предупреждения электроофтальмий применяют светозащитные очки или щитки при электросварочных и других работах.

С целью профилактики отравлений оксидами азота и озоном соответствующие помещения должны быть оборудованы местной вытяжной или общеобменной вентиляцией, а при производстве сварочных работ в замкнутых объемах (отсеках кораблей, различных емкостей) необходимо подавать свежий воздух непосредственно под щиток или шлем.

Лазерное излучение

Лазерное излучение (ЛИ) представляет собой особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне длин волн 0,1... 1000 мкм оптическими квантовыми генераторами или лазерами. Отличие ЛИ от других видов излучения заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности.

Лазеры получили широкое применение в научных исследованиях (физика, химия, биология и др.), в практической медицине (хирургия, офтальмология и др.), а также в технике (связь, локация, измерительная техника, география), при исследовании внутренней структуры вещества, разделении протонов, термоядерном синтезе, термообработке, сварке, резке, при изготовлении микроотверстий и др. Области применения лазера определяются энергией используемого лазерного излучения.

При оценке биологического действия следует различать прямое, отраженное и рассеянное излучение. Эффекты воздействия определяются механизмом взаимодействия ЛИ с тканями (тепловой, фотохимический, ударно-акустический и др.) и зависят отследующих факторов, (схема).

При действии излучения в облучаемых тканях происходит быстрый нагрев структур, и за время импульса (длительность в пределах 1 мс) тепловая энергия вызывает термический ожог тканей.

В результате быстрого нагрева до высоких температур происходит резкое повышение давления в облучаемых тканевых элементах, что приводит к механическому повреждению тканей. Например, в момент воздействия на глаз или на кожу импульс излучения субъективно ощущается как точечный удар. С увеличением энергии в импульсе излучения ударная волна возрастает. Таким образом, лазерное излучение приводит к сочетанному термическому и механическому действию. Лазерное излучение спо­собно вызывать органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых тканях, и неспецифические изменения, возникающие в организме в ответ на облучение.

Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также способность оптической системы увеличивать плотность энергии излучения видимого и ближнего ИК-диапазона (750-1400 нм) на глазном дне делают глаз наиболее уязвимым органом. Степень его повреждения может изменяться от слабых ожогов сетчатки до полной потери зрения.

Эффект воздействия лазерного излучения на орган зрения в значительной степени зависит от длины волны и локализации воздействия. Так ЛИ с волны 380... 1400 нм представляет наибольшую опасность для сетчатки глаза, а излучение с длинной волны 180...380 нм м свыше 1400 нм — для передних сред глаза (конъюктивы, роговицы, хрусталика).

Повреждения сетчатки дифференцируют на временные нарушения, например ослепление от высокой яркости световой вспышки и повреждения, сопровождающиеся разрушением сетчатки в форме термического ожога с необратимыми повреждениями или в виде «взрыва» зерен пигмента меланина.

Степень повреждения радужной оболочки ЛИ в значительной мере зависит от ее окраски. Зеленые и голубые глаза более уязвимы, чем карие. Длительное облучение глаза в диапазоне близкого инфракрасного ЛИ может привести к помутнению хрусталика; воздействие ЛИ ультрафиолетового диапазона поражает роговицу, развивается кератит. С применением лазеров большой мощности и расширением их практического использования возросла опасность повреждения не только органа зрения, но и кожных покровов и даже внутренних органов.

Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны в спектральном диапазоне l = 180...100000 нм. При воздействии ЛИ в непрерывном режиме преобладают в основном тепловые эффекты, следствием которых является коагуляция (свертывание) белка, а при больших мощностях — испарение биоткани. Степень повреждения кожи зависит от первоначально поглощенной энергии. Повреждения могут быть различными: от покраснения до поверхностного обугливания и образования глубоких дефектов кожи; значительные повреждения развиваются на пигментированных участках кожи (родимых пятнах, местах с сильным загаром). Лазерное излучение особенно дальней инфракрасной области (свыше 1400 нм) способно проникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы (прямое ЛИ).

Длительное хроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения вызывает неспецифические, преимущественно вегетативно-сосудистые нарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции.

Биологический эффект усиливается при неоднократных воздействиях лазерное излучение и при комбинациях с другими неблагоприятными производственными факторами: вредные химические вещества, шум, вибрация, электромагнитные поля, ионизирующие излучения и др.

По степени опасности лазерного излучение лазеры подразделяются на следующие классы: 0 - безопасные (выходное, излучение не представляет опасности для биологической ткани при остром и хроническом воздействии); I - малоопасные (воздействия прямого и зеркально отраженного излучения только на глаза); II - средней опасности (воздействия на глаза прямого, зеркально и диффузно отраженного излучения, а также прямого и зеркально отраженного излучения на кожу); III — опасные (воздействия на глаза, кожу прямого, зеркально и диффузно отраженного излучения; работа лазеров сопровождается возникновением других опасностей и вредных производственных факторов); IV — высокой опасности (опасности, характерные для лазеров I—Ш классов, а также ионизирующее излучение с уровнем, превышающем установленные допустимые пределы).

При нормировании ЛИ устанавливают предельно допустимые уровни для двух условий облучения—однократного и хронического. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция и облученность. Гигиеническая регламентация ЛИ, производится по Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуатации лазеров —СН 5804—91. При воздействии на глаза и кожу установлены раздельные ПДУ.

Предупреждение поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного, санитарно-гигиенического характера.

При использовании лазеров II—III классов в целях исключения облучения персонала необходимо ограждение лазерной зоны, или экранирование пучка излучения. Экраны и ограждения должны изготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения, быть огнестойкими и не выделять токсических веществ при воздействии на них лазерного излучения. Лазеры IV класса опасности размещаются в отдельных изолированных помещениях и обеспечиваются дистанционным управлением их работой.

При размещении в одном помещении нескольких лазеров следует исключить возможность взаимного облучения операторов, работающих на различных установках. В помещения, где размещены лазеры, лица, не имеющие отношения к их эксплуатации, не допускаются.

Для удаления возможных токсических газов, паров и пыли оборудуется приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Для защиты от шума принимаются соответствующие меры звукоизоляции установок, звукопоглощения и др.

К индивидуальным средствам защиты, обеспечивающим безопасные условия труда при работе с лазерами, относятся специальные очки, щитки, маски, обеспечивающие снижение облучения глаз до ПДУ. Средства индивидуальной защиты применяются только в том случае, когда коллективные средства защиты не позволяют обеспечить требования санитарных правил.

Работы, связанные с обслуживанием лазерных установок, относятся к работам с вредными условиями труда. В соответствии с приказом Минздрава работающие подлежат предварительным и периодическим (1 раз в год) медицинским осмотрам с участием терапевта, невропатолога, окулиста.