Банер КСНУМКС

 

49. Зрачење, нејонизујуће

Уредник поглавља:  Бенгт Кнаве


 

Преглед садржаја 

Табеле и слике

Електрична и магнетна поља и здравствени резултати
Бенгт Кнаве

Електромагнетски спектар: основне физичке карактеристике
Кјелл Ханссон Милд

Ултра - љубичасто зрачење
Давид Х. Слинеи

Инфрацрвено зрачење
Р. Маттхес

Светлост и инфрацрвено зрачење
Давид Х. Слинеи

Ласери
Давид Х. Слинеи

Радиофреквентна поља и микроталаси
Кјелл Ханссон Милд

ВЛФ и ЕЛФ електрична и магнетна поља
Мицхаел Х. Репацхоли

Статичка електрична и магнетна поља
Мартино Грандолфо

Столови

Кликните на везу испод да видите табелу у контексту чланка.

1. Извори и експозиције за ИР
2. Функција топлотне опасности мрежњаче
3. Границе експозиције за типичне ласере
4. Примене опреме која користи опсег >0 до 30 кХз
5. Професионални извори изложености магнетним пољима
6. Дејство струја које пролазе кроз људско тело
7. Биолошки ефекти различитих опсега густине струје
8. Границе професионалне изложености-електрична/магнетна поља
9. Студије на животињама изложеним статичким електричним пољима
КСНУМКС. Главне технологије и велика статичка магнетна поља
КСНУМКС. ИЦНИРП препоруке за статичка магнетна поља

фигуре

Поставите показивач на сличицу да бисте видели наслов слике, кликните да бисте видели слику у контексту чланка.

ЕЛФ010Ф1ЕЛФ010Ф2ЕЛФ020Т1ЕЛФ040Ф1ЕЛФ040Ф2ЕЛФ040Ф3ЕЛФ060Ф1ЕЛФ060Ф2


Кликните да бисте се вратили на врх странице

Уторак, КСНУМКС март КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Електрична и магнетна поља и здравствени резултати

Последњих година порасло је интересовање за биолошке ефекте и могуће здравствене последице слабих електричних и магнетних поља. Приказане су студије о магнетним пољима и раку, о репродукцији и неуробихејвиоралним реакцијама. У ономе што следи, дат је резиме онога што знамо, шта још треба да се истражи и, посебно, која је политика прикладна – да ли уопште не треба да подразумева ограничења изложености, „паметно избегавање“ или скупе интервенције.

Оно што знамо

Рак

Чини се да епидемиолошке студије о леукемији у детињству и изложености стамбених објеката од далековода указују на благи пораст ризика, а вишак леукемије и ризика од тумора на мозгу је забележен у „електричарским“ занимањима. Недавне студије са побољшаним техникама за процену изложености генерално су ојачале доказе о повезаности. Међутим, још увек постоји недостатак јасноће у погледу карактеристика експозиције—на пример, фреквенције магнетног поља и интермитентности излагања; и не зна се много о могућим збуњујућим факторима или факторима који модификују ефекат. Штавише, већина студија занимања је указала на један посебан облик леукемије, акутну мијелоидну леукемију, док су друге откриле веће инциденце за други облик, хроничну лимфатичну леукемију. Неколико студија о раку на животињама које су пријављене нису дале велику помоћ у процени ризика, и упркос великом броју експерименталних студија ћелија, није представљен ниједан веродостојан и разумљив механизам којим би се могао објаснити карциногени ефекат.

Репродукција, са посебним освртом на исход трудноће

У епидемиолошким студијама, пријављени су нежељени исходи трудноће и рак у детињству након излагања мајке и оца магнетним пољима, при чему излагање оца указује на генотоксични ефекат. Напори других истраживачких тимова да се понове позитивни резултати нису били успешни. Епидемиолошке студије на оператерима јединица за визуелни приказ (ВДУ), који су изложени електричним и магнетним пољима које емитују њихови екрани, углавном су биле негативне, а студије тератогености на животињама са пољима сличним ВДУ су биле превише контрадикторне да би подржале поуздане закључке.

Неуробихејвиоралне реакције

Студије провокација на младим волонтерима изгледа указују на такве физиолошке промене као што су успоравање откуцаја срца и промене на електроенцефалограму (ЕЕГ) након излагања релативно слабим електричним и магнетним пољима. Чини се да је недавни феномен преосетљивости на електричну енергију вишефакторског порекла и није јасно да ли су поља укључена или не. Пријављен је велики број симптома и тегоба, углавном коже и нервног система. Већина пацијената има дифузне кожне тегобе у лицу, као што су црвенило, руменило, руменило, врућина, топлина, осећај пецкања, бол и затезање. Описани су и симптоми повезани са нервним системом, као што су главобоља, вртоглавица, умор и несвестица, осећаји пецкања и пецкања у екстремитетима, кратак дах, лупање срца, обилно знојење, депресије и потешкоће са памћењем. Нису приказани карактеристични симптоми органске неуролошке болести.

Излагање

Изложеност пољима се дешава у целом друштву: у кући, на послу, у школама и коришћењем транспортних средстава на електрични погон. Где год постоје електричне жице, електромотори и електронска опрема, стварају се електрична и магнетна поља. Чини се да је просечна јачина поља радног дана од 0.2 до 0.4 μТ (микротесла) ниво изнад којег би могао бити повећан ризик, а слични нивои су израчунати за годишње просеке за субјекте који живе испод или близу далековода.

Многи људи су на сличан начин изложени изнад ових нивоа, али на краће време, у својим домовима (преко електричних радијатора, апарата за бријање, фенова за косу и других кућних апарата, или лутајућих струја због неравнотеже у систему електричног уземљења у згради), на послу. (у одређеним индустријама и канцеларијама које укључују близину електричне и електронске опреме) или током путовања у возовима и другим превозним средствима на електрични погон. Важност таквог повременог излагања није позната. Постоје и друге несигурности у погледу изложености (укључујући питања која се односе на важност фреквенције поља, на друге модификујуће или збуњујуће факторе, или на познавање укупне изложености дању и ноћу) и ефекта (с обзиром на конзистентност у налазима о врсти рака) , и у епидемиолошким студијама, због којих је неопходно да се све процене ризика процене са великим опрезом.

Процене ризика

У скандинавским стамбеним студијама, резултати указују на удвостручен ризик од леукемије изнад 0.2 μТ, нивое изложености који одговарају онима који се обично срећу у кругу од 50 до 100 метара од надземног далековода. Међутим, број случајева леукемије у детињству испод далековода је мали, па је ризик стога низак у поређењу са другим опасностима по животну средину у друштву. Израчунато је да сваке године у Шведској постоје два случаја леукемије у детињству испод или близу далековода. Један од ових случајева може се приписати ризику од магнетног поља, ако постоји.

Професионална изложеност магнетним пољима је генерално већа од стамбене изложености, а прорачуни ризика од леукемије и тумора на мозгу за изложене раднике дају веће вредности него за децу која живе близу далековода. Из прорачуна заснованих на приписивом ризику откривеном у шведској студији, отприлике 20 случајева леукемије и 20 случајева тумора на мозгу могло би се приписати магнетним пољима сваке године. Ове бројке треба упоредити са укупним бројем од 40,000 годишњих случајева рака у Шведској, од којих је израчунато да је 800 професионалног порекла.

Шта још треба испитати

Сасвим је јасно да је потребно више истраживања како би се обезбедило задовољавајуће разумевање до сада добијених резултата епидемиолошких студија. У току су додатне епидемиолошке студије у различитим земљама широм света, али је питање да ли ће оне допринети знању које већ имамо. У ствари, није познато које карактеристике поља су узрочне за ефекте, ако их има. Стога нам је дефинитивно потребно више студија о могућим механизмима да објаснимо налазе које смо прикупили.

У литератури, међутим, постоји огроман број ин витро студије посвећене тражењу могућих механизама. Представљено је неколико модела промоције рака, заснованих на променама на површини ћелије и транспорту калцијумових јона ћелијске мембране, поремећају ћелијске комуникације, модулацији ћелијског раста, активацији специфичних генских секвенци модулисаном транскрипцијом рибонуклеинске киселине (РНА), депресији. производње мелатонина епифизе, модулације активности орнитин декарбоксилазе и могућих поремећаја хормонских и имунолошких механизама антитуморске контроле. Сваки од ових механизама има карактеристике применљиве на објашњење пријављених ефеката рака магнетног поља; међутим, ниједна није била ослобођена проблема и суштинских примедби.

Мелатонин и магнетит

Постоје два могућа механизма који могу бити релевантни за промоцију рака и стога заслужују посебну пажњу. Један од њих има везе са смањењем ноћног нивоа мелатонина изазваног магнетним пољима, а други је повезан са откривањем кристала магнетита у људским ткивима.

Из студија на животињама је познато да мелатонин, преко утицаја на нивое полних хормона у циркулацији, има индиректно онкостатско дејство. У студијама на животињама је такође назначено да магнетна поља потискују производњу мелатонина епифизе, што је налаз који сугерише теоретски механизам за пријављени пораст (на пример) рака дојке који може бити последица излагања таквим пољима. Недавно је предложено алтернативно објашњење за повећани ризик од рака. Утврђено је да је мелатонин најмоћнији чистач хидроксилних радикала, па је због тога оштећење ДНК које могу нанети слободни радикали значајно инхибирано мелатонином. Ако су нивои мелатонина потиснути, на пример магнетним пољима, ДНК остаје подложнија оксидативном нападу. Ова теорија објашњава како депресија мелатонина магнетним пољима може резултирати већом инциденцом рака у било ком ткиву.

Али да ли се нивои људског мелатонина у крви смањују када су појединци изложени слабим магнетним пољима? Постоје неке индиције да је то тако, али су потребна даља истраживања. Већ неколико година је познато да је способност птица да се оријентишу током сезонских миграција посредована кристалима магнетита у ћелијама које реагују на Земљино магнетно поље. Сада, као што је горе поменуто, такође је показано да кристали магнетита постоје у људским ћелијама у концентрацији довољно високој теоретски да реагују на слаба магнетна поља. Стога улогу кристала магнетита треба размотрити у свим расправама о могућим механизмима који се могу предложити у погледу потенцијално штетних ефеката електричних и магнетних поља.

Потреба за знањем о механизмима

Да резимирамо, постоји јасна потреба за више студија о таквим могућим механизмима. Епидемиолозима су потребне информације о томе на које карактеристике електричних и магнетних поља треба да се фокусирају у својим проценама изложености. У већини епидемиолошких студија коришћене су средње или средње јачине поља (са фреквенцијама од 50 до 60 Хз); у другима су проучаване кумулативне мере изложености. У недавној студији, откривено је да су поља виших фреквенција повезана са ризиком. У неким студијама на животињама, коначно, утврђено је да су транзијенти поља важни. За епидемиологе проблем није на страни ефекта; регистри болести данас постоје у многим земљама. Проблем је у томе што епидемиолози не знају релевантне карактеристике изложености које треба узети у обзир у својим студијама.

Која је политика прикладна

Системи заштите

Генерално, постоје различити системи заштите које треба размотрити у погледу прописа, смерница и политика. Најчешће се бира систем заснован на здрављу, у којем се може идентификовати специфичан штетан утицај на здравље на одређеном нивоу изложености, без обзира на врсту изложености, хемијску или физичку. Други систем би се могао окарактерисати као оптимизација познате и прихваћене опасности, која нема праг испод којег ризик изостаје. Пример изложености која спада у ову врсту система је јонизујуће зрачење. Трећи систем покрива опасности или ризике где узрочне везе између изложености и исхода нису приказане са разумном сигурношћу, али за које постоји општа забринутост у вези са могућим ризицима. Овај последњи систем заштите је означен као принцип опреза, или у новије време опрезно избегавање, што се може сажети као будуће јефтино избегавање непотребног излагања у одсуству научне сигурности. На овај начин се дискутовало о изложености електричним и магнетним пољима и представљене су систематске стратегије, на пример, о томе како треба да буду трасирани даљински водови, уређена радна места и пројектовани кућни апарати како би се излагање свело на минимум.

Очигледно је да систем оптимизације није применљив у вези са ограничењима електричних и магнетних поља, једноставно зато што нису позната и прихваћена као ризици. Међутим, друга два система се тренутно разматрају.

Прописи и смернице за ограничење изложености у оквиру здравственог система

У међународним смерницама ограничења за ограничења изложености пољу су неколико редова величине изнад онога што се може измерити са надземних далековода и наћи у електричарским занимањима. Међународно удружење за заштиту од зрачења (ИРПА) издата Смернице о границама излагања електричним и магнетним пољима од 50/60 Хз 1990. који је усвојен као основа за многе националне стандарде. Пошто су након тога објављене важне нове студије, Међународна комисија за заштиту од нејонизујућег зрачења (ИЦНИРП) је 1993. издала додатак. Штавише, 1993. године у Уједињеном Краљевству су такође направљене процене ризика у складу са ИРПА.

Ови документи наглашавају да стање научних сазнања данас не гарантује ограничавање нивоа изложености за јавност и радну снагу до нивоа μТ, и да су потребни додатни подаци да би се потврдило да ли постоје или не опасности по здравље. Смернице ИРПА и ИЦНИРП засноване су на ефектима струја изазваних пољем у телу, које одговарају онима које се нормално налазе у телу (до око 10 мА/м2). Професионално излагање магнетним пољима од 50/60 Хз се препоручује да се ограничи на 0.5 мТ за целодневно излагање и 5 мТ за кратка излагања до два сата. Препоручује се да се излагање електричним пољима ограничи на 10 и 30 кВ/м. Граница од 24 сата за јавност је постављена на 5 кВ/м и 0.1 мТ.

Ове расправе о регулисању изложености у потпуности су засноване на извештајима о раку. У студијама других могућих здравствених ефеката у вези са електричним и магнетним пољима (на пример, репродуктивни и неуробихејвиорални поремећаји), резултати се генерално сматрају недовољно јасним и доследним да би представљали научну основу за ограничавање изложености.

Принцип опреза или опрезног избегавања

Не постоји стварна разлика између ова два концепта; Ипак, опрезно избегавање је коришћено конкретније у расправама о електричним и магнетним пољима. Као што је горе речено, опрезно избегавање може се сажети као будуће, јефтино избегавање непотребног излагања све док постоји научна несигурност у вези са здравственим ефектима. Усвојен је у Шведској, али не и у другим земљама.

У Шведској, пет државних органа (Шведски институт за заштиту од зрачења; Национални одбор за безбедност електричне енергије; Национални одбор за здравље и добробит; Национални одбор за безбедност и здравље на раду; и Национални одбор за становање, изградњу и планирање) заједнички су изјавили да „укупно знање које се сада акумулира оправдава предузимање корака за смањење снаге поља“. Под условом да су трошкови разумни, политика је да се људи заштите од дуготрајног излагања високим магнетима. Приликом инсталирања нове опреме или нових далековода који могу да изазову велику изложеност магнетном пољу, треба изабрати решења која дају мању експозицију под условом да ова решења не подразумевају велике непријатности или трошкове. Генерално, како наводи Институт за заштиту од зрачења, могу се предузети кораци за смањење магнетног поља у случајевима када нивои изложености премашују уобичајене нивое за више од десет пута, под условом да се таква смањења могу извршити уз разумну цену. У ситуацијама када нивои изложености постојећих инсталација не прелазе нивое који се нормално јављају за фактор десет, треба избегавати скупу обнову. Непотребно је рећи да су садашњи концепт избегавања критиковали многи стручњаци у различитим земљама, као што су стручњаци у индустрији снабдевања електричном енергијом.

Закључци

У овом раду је дат резиме онога што знамо о могућим здравственим ефектима електричних и магнетних поља, а шта још треба да се истражи. Није дат одговор на питање коју политику треба усвојити, али су представљени факултативни системи заштите. С тим у вези, чини се јасним да је научна база података недовољна да се развију границе изложености на нивоу μТ, што заузврат значи да нема разлога за скупе интервенције на овим нивоима изложености. Да ли треба усвојити неки облик стратегије опреза (нпр. разборито избегавање) или не, то је ствар одлука надлежних за јавно здравље и здравство рада појединих земаља. Ако се таква стратегија не усвоји, то обично значи да се не намећу никаква ограничења изложености јер су граничне вредности засноване на здрављу знатно изнад свакодневне изложености јавности и на радном месту. Дакле, ако се мишљења данас разликују у погледу прописа, смерница и политика, постоји општи консензус међу онима који постављају стандарде да је потребно више истраживања да би се добила чврста основа за будуће акције.

 

Назад

Уторак, КСНУМКС март КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Електромагнетски спектар: основне физичке карактеристике

Најпознатији облик електромагнетне енергије је сунчева светлост. Фреквенција сунчеве светлости (видљива светлост) је линија раздвајања између снажнијег јонизујућег зрачења (рендгенски зраци, космички зраци) на вишим фреквенцијама и бенигнијег, нејонизујућег зрачења на нижим фреквенцијама. Постоји спектар нејонизујућег зрачења. У контексту овог поглавља, на високом крају, одмах испод видљиве светлости, налази се инфрацрвено зрачење. Испод тога је широк опсег радио фреквенција, који укључује (у опадајућем редоследу) микроталасне пећнице, ћелијски радио, телевизију, ФМ радио и АМ радио, кратке таласе који се користе у диелектричним и индукционим грејачима и, на нижем крају, поља са фреквенцијом снаге. Електромагнетни спектар је илустрован на слици 1. 

Слика 1. Електромагнетни спектар

ЕЛФ010Ф1

Као што видљива светлост или звук прожимају нашу околину, простор у коме живимо и радимо, тако и енергије електромагнетних поља. Такође, као што већину звучне енергије којој смо изложени ствара људска активност, тако је и електромагнетна енергија: од слабих нивоа које емитују наши свакодневни електрични уређаји — оних који чине да наши радио и ТВ уређаји раде — до високих нивоа нивои које лекари примењују у корисне сврхе—на пример, дијатермија (топлотни третмани). Генерално, снага таквих енергија брзо опада са растојањем од извора. Природни нивои ових поља у животној средини су ниски.

Нејонизујуће зрачење (НИР) обухвата сва зрачења и поља електромагнетног спектра која немају довољно енергије да произведу јонизацију материје. То јест, НИР није у стању да пренесе довољно енергије молекулу или атому да поремети његову структуру уклањањем једног или више електрона. Граница између НИР и јонизујућег зрачења обично се поставља на таласну дужину од приближно 100 нанометара.

Као и код било којег облика енергије, НИР енергија има потенцијал да ступи у интеракцију са биолошким системима, а исход може бити безначајан, може бити штетан у различитим степенима или може бити користан. Код радиофреквентног (РФ) и микроталасног зрачења, главни механизам интеракције је загревање, али у нискофреквентном делу спектра, поља високог интензитета могу индуковати струје у телу и тиме бити опасна. Механизми интеракције за јачину поља ниског нивоа су, међутим, непознати.

 

 

 

 

 

 

 

 

Количине и јединице

Поља на фреквенцијама испод око 300 МХз квантификују се у смислу јачине електричног поља (E) и јачина магнетног поља (H). E изражава се у волтима по метру (В/м) и H у амперима по метру (А/м). Оба су векторска поља—то јест, карактеришу их величина и правац у свакој тачки. За нискофреквентни опсег магнетно поље се често изражава у смислу густине флукса, B, са СИ јединицом тесла (Т). Када се расправља о пољима у нашем свакодневном окружењу, подјединица микротесла (μТ) је обично пожељна јединица. У некој литератури густина флукса је изражена у гаусима (Г), а конверзија између ових јединица је (за поља у ваздуху):

1 Т = 104 Г или 0.1 μТ = 1 мГ и 1 А/м = 1.26 μТ.

Доступни су прегледи концепата, количина, јединица и терминологије за заштиту од нејонизујућег зрачења, укључујући радиофреквентно зрачење (НЦРП 1981; Полк и Постов 1986; ВХО 1993).

Термин радијација једноставно значи енергија која се преноси таласима. Електромагнетни таласи су таласи електричних и магнетних сила, при чему се таласно кретање дефинише као ширење поремећаја у физичком систему. Промену електричног поља прати и промена магнетног поља, и обрнуто. Ове појаве је 1865. описао ЈЦ Маквелл у четири једначине које су постале познате као Максвелове једначине.

Електромагнетне таласе карактерише скуп параметара који укључују фреквенцију (f), таласна дужина (λ), јачина електричног поља, јачина магнетног поља, електрична поларизација (P) (смер ка E поље), брзина простирања (c) и Поинтингов вектор (S). Слика 2  илуструје ширење електромагнетног таласа у слободном простору. Фреквенција се дефинише као број потпуних промена електричног или магнетног поља у датој тачки у секунди, и изражава се у херцима (Хз). Таласна дужина је растојање између два узастопна врха или корита таласа (максимума или минимума). Фреквенција, таласна дужина и брзина таласа (v) су међусобно повезани на следећи начин:

v = f λ

Слика КСНУМКС. Раван талас који се шири брзином светлости у к-смеру

ЕЛФ010Ф2

Брзина електромагнетног таласа у слободном простору једнака је брзини светлости, али брзина у материјалима зависи од електричних својстава материјала — односно од његове пермитивности (ε) и пермеабилности (μ). Пермитивност се односи на интеракције материјала са електричним пољем, а пермеабилност изражава интеракције са магнетним пољем. Биолошке супстанце имају пермитивност која се знатно разликује од оне у слободном простору, јер зависи од таласне дужине (посебно у РФ опсегу) и типа ткива. Пропустљивост биолошких супстанци је, међутим, једнака пропустљивости слободног простора.

У равном таласу, као што је илустровано на слици 2 , електрично поље је управно на магнетно поље, а правац простирања је управан и на електрично и на магнетно поље.

 

 

 

За раван талас, однос вредности јачине електричног поља и вредности јачине магнетног поља, који је константан, познат је као карактеристична импеданса (Z):

Z = E/H

У слободном простору, Z= 120π ≈ 377Ω али иначе Z зависи од пермитивности и пермеабилности материјала кроз који талас путује.

Пренос енергије је описан Поинтинговим вектором, који представља величину и правац густине електромагнетног флукса:

S = E x H

За талас који се шири, интеграл од S преко било које површине представља тренутну снагу која се преноси кроз ову површину (густина снаге). Величина Поинтинговог вектора изражена је у ватима по квадратном метру (В/м2) (у некој литератури јединица мВ/цм2 користи се — конверзија у СИ јединице је 1 мВ/цм2 = 10 В/м2) а за равне таласе је у вези са вредностима јачине електричног и магнетног поља:

S = E2 / 120π = E2 / КСНУМКС

С =120π H2 = 377 H2

Не могу се сви услови изложености који се срећу у пракси представити равним таласима. На растојањима близу извора радио-фреквентног зрачења односи карактеристични за равни таласе нису задовољени. Електромагнетно поље које зрачи антена може се поделити на два региона: зону блиског поља и зону далеког поља. Граница између ових зона се обично поставља на:

r = КСНУМКСa2 / λ

где a је највећа димензија антене.

У зони блиског поља, експозицију морају карактерисати и електрична и магнетна поља. У далеком пољу један од ових је довољан, пошто су међусобно повезани горњим једначинама које укључују E H. У пракси се ситуација блиског поља често реализује на фреквенцијама испод 300 Мхз.

Изложеност РФ пољима је додатно компликована интеракцијама електромагнетних таласа са објектима. Уопштено говорећи, када електромагнетни таласи наиђу на објекат, део упадне енергије се рефлектује, део се апсорбује, а део преноси. Пропорције енергије коју објекат преноси, апсорбује или рефлектује зависе од фреквенције и поларизације поља и електричних својстава и облика објекта. Суперпонирање упадних и рефлектованих таласа резултира стајаћим таласима и просторно неуједначеном расподелом поља. Пошто се таласи потпуно одбијају од металних предмета, стојећи таласи се формирају близу таквих објеката.

Будући да интеракција РФ поља са биолошким системима зависи од многих различитих карактеристика поља и да су поља која се сусрећу у пракси сложена, при описивању изложености РФ пољима треба узети у обзир следеће факторе:

  • да ли се експозиција јавља у зони блиског или далеког поља
  • ако је блиско поље, онда вредности за оба E H Потребни су; ако је далеко, онда било E or H
  • просторна варијација величине поља(а)
  • поларизација поља, односно смер електричног поља у односу на правац простирања таласа.

 

За излагање нискофреквентним магнетним пољима још увек није јасно да ли је јачина поља или густина флукса једино важно разматрање. Може се испоставити да су важни и други фактори, као што је време експозиције или брзина промене поља.

Термин електромагнетно поље (ЕМФ), како се користи у медијима и популарној штампи, обично се односи на електрична и магнетна поља на нискофреквентном крају спектра, али се такође може користити у много ширем смислу да укључи цео спектар електромагнетно зрачење. Имајте на уму да је у нискофреквентном опсегу E B поља нису повезана или међусобно повезана на исти начин на који су на вишим фреквенцијама, па је стога тачније називати их „електричним и магнетним пољима“ пре него ЕМФ.

 

Назад

Уторак, КСНУМКС март КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Ултра - љубичасто зрачење

Попут светлости, која је видљива, ултраљубичасто зрачење (УВР) је облик оптичког зрачења са краћим таласним дужинама и енергичнијим фотонима (честицама зрачења) од његовог видљивог двојника. Већина извора светлости такође емитује нешто УВР. УВР је присутан на сунчевој светлости и такође се емитује из великог броја ултраљубичастих извора који се користе у индустрији, науци и медицини. Радници се могу сусрести са УВР-ом у широком спектру радних окружења. У неким случајевима, при ниским нивоима амбијенталног светла, могу се видети веома интензивни извори близу ултраљубичастог („црног светла“), али је УВР обично невидљив и мора се детектовати по сјају материјала који флуоресцирају када су осветљени УВР.

Баш као што се светлост може поделити на боје које се могу видети у дуги, УВР је подељен и његове компоненте се обично означавају као УВА, УВБ УВЦ. Таласне дужине светлости и УВР се генерално изражавају у нанометрима (нм); 1 нм је милијарда (10-КСНУМКС) од метра. УВЦ (УВР врло кратких таласа) на сунчевој светлости апсорбује атмосфера и не допире до површине Земље. УВЦ је доступан само из вештачких извора, као што су гермицидне лампе, које емитују већину своје енергије на једној таласној дужини (254 нм) која је веома ефикасна у убијању бактерија и вируса на површини или у ваздуху.

УВБ је биолошки најштетнији УВР за кожу и око, и иако већину ове енергије (која је компонента сунчеве светлости) апсорбује атмосфера, она и даље производи опекотине од сунца и друге биолошке ефекте. УВР дуготаласне дужине, УВА, се обично налази у већини извора лампе, а такође је и најинтензивнији УВР који допире до Земље. Иако УВА може продрети дубоко у ткиво, није тако биолошки штетна као УВБ јер је енергија појединачних фотона мања него за УВБ или УВЦ.

Извори ултраљубичастог зрачења

Сунчана светлост

Највећу професионалну изложеност УВР-у доживљавају радници на отвореном под сунчевом светлошћу. Енергија сунчевог зрачења је у великој мери пригушена озонским омотачем Земље, ограничавајући земаљски УВР на таласне дужине веће од 290-295 нм. Енергија опаснијих краткоталасних (УВБ) зрака на сунчевој светлости је јака функција атмосферске косине путање и варира у зависности од годишњег доба и доба дана (Слинеи 1986 и 1987; ВХО 1994).

Вештачки извори

Најзначајнији вештачки извори изложености људи укључују следеће:

Индустријско електролучно заваривање. Најзначајнији извор потенцијалног излагања УВ зрачењу је енергија зрачења опреме за електролучно заваривање. Нивои УВ зрачења око опреме за електролучно заваривање су веома високи, а акутна повреда ока и коже може се десити у року од три до десет минута од излагања на малим удаљеностима од неколико метара. Заштита очију и коже је обавезна.

Индустријске/радне УВ лампе. Многи индустријски и комерцијални процеси, као што је фотохемијско очвршћавање мастила, боја и пластике, укључују употребу лампи које снажно емитују у УВ опсегу. Иако је вероватноћа штетног излагања мала због заштите, у неким случајевима може доћи до случајног излагања.

„Црна светла“. Црна светла су специјализоване лампе које емитују претежно у УВ опсегу и углавном се користе за испитивање без разарања флуоресцентним праховима, за проверу аутентичности новчаница и докумената, као и за специјалне ефекте у рекламама и дискотекама. Ове лампе не представљају значајну опасност од излагања људи (осим у одређеним случајевима за фотосензибилизовану кожу).

Медицински третман. УВР лампе се користе у медицини у различите дијагностичке и терапеутске сврхе. УВА извори се обично користе у дијагностичким апликацијама. Изложеност пацијенту значајно варира у зависности од врсте третмана, а УВ лампе које се користе у дерматологији захтевају пажљиву употребу од стране особља.

Гермицидне УВР лампе. УВР са таласним дужинама у опсегу 250–265 нм је најефикаснији за стерилизацију и дезинфекцију јер одговара максимуму у спектру апсорпције ДНК. Живине цеви ниског притиска се често користе као УВ извор, јер више од 90% енергије зрачења лежи на линији од 254 нм. Ове лампе се често називају „гермицидне лампе“, „бактерицидне лампе“ или једноставно „УВЦ лампе“. Гермицидне лампе се користе у болницама за борбу против туберкулозне инфекције, а такође се користе и унутар микробиолошких сигурносних ормара за инактивацију ваздушних и површинских микроорганизама. Правилна уградња лампи и употреба заштите за очи су од суштинског значаја.

Козметичко сунчање. Лежаљке се налазе у предузећима где клијенти могу добити препланулост уз помоћ специјалних лампи за сунчање, које емитују првенствено у УВА опсегу, али и нешто УВБ. Редовна употреба лежаљке може значајно допринети годишњој изложености коже УВ зрачењу; штавише, особље које ради у соларијумима такође може бити изложено ниским нивоима. Употреба заштите за очи као што су наочаре или сунчане наочаре треба да буде обавезна за клијента, а у зависности од договора, чак и чланови особља могу захтевати заштиту за очи.

Опште осветљење. Флуоресцентне сијалице су уобичајене на радном месту и већ дуго се користе у кући. Ове лампе емитују мале количине УВ зрачења и доприносе само неколико процената годишњој изложености особе УВ зрачењу. Волфрам-халогене лампе се све више користе у кући и на радном месту за различите намене осветљења и приказа. Неоклопљене халогене сијалице могу емитовати УВР нивое довољне да изазову акутне повреде на кратким удаљеностима. Постављање стаклених филтера преко ових лампи требало би да елиминише ову опасност.

Биолошки ефекти

Кожа

Еритем

Еритем, или „опекотине од сунца“, је црвенило коже које се обично појављује четири до осам сати након излагања УВР-у и постепено бледи након неколико дана. Тешке опекотине од сунца могу укључивати појаву пликова и љуштења коже. УВБ и УВЦ су око 1,000 пута ефикаснији у изазивању еритема од УВА (Паррисх, Јаеницке и Андерсон 1982), али еритем изазван дужим УВБ таласним дужинама (295 до 315 нм) је озбиљнији и траје дуже (Хауссер 1928). Повећана тежина и временски ток еритема је резултат дубљег продора ових таласних дужина у епидермис. Максимална осетљивост коже се очигледно јавља на приближно 295 нм (Луцкиесх, Холладаи и Таилор 1930; Цоблентз, Стаир и Хогуе 1931) са много мањом (приближно 0.07) осетљивошћу која се јавља на 315 нм и дужим таласним дужинама од 1987 до XNUMX М.

Минимална еритемска доза (МЕД) за 295 нм која је пријављена у новијим студијама за непопланулу, благо пигментирану кожу креће се од 6 до 30 мЈ/цм2 (Еверетт, Олсен и Саиер 1965; Фрееман, ет ал. 1966; Бергер, Урбацх и Давиес 1968). МЕД на 254 нм значајно варира у зависности од протеклог времена након излагања и да ли је кожа била много изложена спољашњој сунчевој светлости, али је генерално реда величине 20 мЈ/цм2или чак 0.1 Ј/цм2. Пигментација коже и тамњење, и, што је најважније, задебљање рожнатог слоја, могу повећати овај МЕД за најмање један ред величине.

Фотосензибилизација

Специјалисти медицине рада често се сусрећу са штетним ефектима од професионалног излагања УВР-у код фотосензибилизованих радника. Употреба одређених лекова може изазвати фотосензибилизирајуће дејство на излагање УВА, као и локална примена одређених производа, укључујући неке парфеме, лосионе за тело и тако даље. Реакције на фотосензибилизујуће агенсе укључују фотоалергију (алергијска реакција коже) и фототоксичност (иритација коже) након излагања УВР сунчевој светлости или индустријским УВР изворима. (Реакције фотосензитивности током употребе опреме за сунчање су такође честе.) Ова фотосензибилизација коже може бити узрокована кремама или мастима нанесеним на кожу, лековима који се узимају орално или ињекцијом, или употребом инхалатора на рецепт (види слику 1 ). Лекар који прописује лекове који потенцијално фотосензибилизују треба увек да упозори пацијента да предузме одговарајуће мере како би се заштитио од нежељених ефеката, али пацијенту се често каже само да избегава сунчеву светлост, а не УВР изворе (пошто су они неуобичајени за општу популацију).

Слика 1. Неке фоносензибилне супстанце

ЕЛФ020Т1

Одложени ефекти

Хронична изложеност сунчевој светлости – посебно УВБ компоненти – убрзава старење коже и повећава ризик од развоја рака коже (Фитзпатрицк ет ал. 1974; Форбес и Давиес 1982; Урбацх 1969; Пассцхиер и Бошњаковић 1987). Неколико епидемиолошких студија је показало да је инциденција рака коже у снажној корелацији са географском ширином, висином и небом, што је у корелацији са изложеношћу УВР (Сцотто, Феарс и Гори 1980; СЗО 1993).

Тачни квантитативни односи доза-одговор за карциногенезу људске коже још нису утврђени, иако су особе светле пути, посебно оне келтског порекла, много склоније развоју рака коже. Ипак, мора се напоменути да се УВР излагање неопходно за изазивање тумора коже на животињским моделима може испоручивати довољно споро да се еритем не производи, а релативна ефикасност (у односу на максимум на 302 нм) пријављена у тим студијама варира у истом начин као опекотине од сунца (Цоле, Форбес и Давиес 1986; Стеренборг и ван дер Леун 1987).

Око

Фотокератитис и фотокоњунктивитис

То су акутне инфламаторне реакције које настају услед излагања УВБ и УВЦ зрачењу које се јављају у року од неколико сати од прекомерног излагања и нормално нестају након једног до два дана.

Повреда мрежњаче од јаког светла

Иако је топлотна повреда мрежњаче од извора светлости мало вероватна, фотохемијска оштећења могу настати услед излагања изворима богатим плавим светлом. Ово може довести до привременог или трајног смањења вида. Међутим, нормална реакција аверзије на јако светло требало би да спречи ову појаву осим ако се не учини свестан напор да се буљи у изворе јаког светла. Допринос УВР-а повреди мрежњаче је генерално веома мали јер апсорпција сочива ограничава изложеност мрежњачи.

Хронични ефекти

Дуготрајна професионална изложеност УВ зракама током неколико деценија може допринети катаракти и таквим дегенеративним ефектима који нису повезани са очима као што су старење коже и рак коже повезан са излагањем сунцу. Хронична изложеност инфрацрвеном зрачењу такође може повећати ризик од катаракте, али то је врло мало вероватно, с обзиром на приступ заштити за очи.

Актинично ултраљубичасто зрачење (УВБ и УВЦ) снажно апсорбује рожњача и коњуктива. Прекомерно излагање ових ткива изазива кератокоњунктивитис, који се обично назива „блесак заваривача“, „лучно око“ или „снежно слепило“. Питтс је известио о спектру деловања и временском току фотокератитиса у рожњачи људи, зечева и мајмуна (Питтс 1974). Латентни период варира обрнуто са тежином излагања, у распону од 1.5 до 24 сата, али се обично јавља у року од 6 до 12 сати; нелагодност обично нестаје у року од 48 сати. Следи коњунктивитис који може бити праћен еритемом коже лица око капака. Наравно, излагање УВ зракама ретко доводи до трајног оштећења ока. Питтс и Тредици (1971) су објавили податке о прагу за фотокератитис код људи за таласне опсеге од 10 нм у ширини од 220 до 310 нм. Утврђено је да се максимална осетљивост рожњаче јавља на 270 нм - што се значајно разликује од максимума за кожу. Претпоставља се да је зрачење од 270 нм биолошки активније због недостатка стратум цорнеума да би се смањила доза на ткиво епитела рожњаче на краћим УВР таласним дужинама. Реакција таласне дужине, или спектар деловања, није варирао толико као спектри деловања еритема, са праговима који су варирали од 4 до 14 мЈ/цм2 на 270 нм. Пријављени праг на 308 нм био је приближно 100 мЈ/цм2.

Поновљено излагање ока потенцијално опасним нивоима УВР не повећава заштитну способност захваћеног ткива (рожњаче), као што то чини излагање коже, што доводи до тамњења и задебљања стратум цорнеума. Рингволд и сарадници проучавали су својства УВР апсорпције рожњаче (Рингволд 1980а) и очне водице (Рингволд 1980б), као и ефекте УВБ зрачења на епител рожњаче (Рингволд 1983), строму рожњаче (Рингволд1985) ендотел рожњаче (Рингволд, Давангер и Олсен 1982; Олсен и Рингволд 1982). Њихове електронске микроскопске студије показале су да ткиво рожњаче поседује изузетна својства поправљања и опоравка. Иако се лако може открити значајна оштећења на свим овим слојевима која се очигледно у почетку појављују у ћелијским мембранама, морфолошки опоравак је био потпун након недељу дана. Деструкција кератоцита у слоју строме је била очигледна, а опоравак ендотела био је изражен упркос нормалном недостатку брзог обрта ћелија у ендотелу. Цуллен ет ал. (1984) проучавали су оштећење ендотела које је било перзистентно ако је изложеност УВ зракама била упорна. Рилеи ет ал. (1987) су такође проучавали ендотел рожњаче након излагања УВБ-у и закључили да тешке, појединачне увреде вероватно неће имати одложене ефекте; међутим, такође су закључили да хронична изложеност може убрзати промене у ендотелу повезане са старењем рожњаче.

Таласне дужине веће од 295 нм могу се пренети кроз рожњачу и скоро их потпуно апсорбује сочиво. Питтс, Цуллен и Хацкер (1977б) су показали да се катаракта може произвести код зечева таласним дужинама у опсегу 295–320 нм. Прагови за пролазне непрозирности кретали су се од 0.15 до 12.6 Ј/цм2, у зависности од таласне дужине, са минималним прагом на 300 нм. Трајне опацитете захтевале су веће излагање зрачењу. Нису примећени лентикуларни ефекти у опсегу таласних дужина од 325 до 395 нм чак и са много већим излагањем зрачењу од 28 до 162 Ј/цм2 (Питтс, Цуллен и Хацкер 1977а; Зуцлицх и Цоннолли 1976). Ове студије јасно илуструју посебну опасност спектралног опсега од 300-315 нм, као што би се очекивало јер фотони ових таласних дужина ефикасно продиру и имају довољно енергије да произведу фотохемијска оштећења.

Таилор ет ал. (1988) пружили су епидемиолошке доказе да је УВБ на сунчевој светлости етиолошки фактор у сенилној катаракти, али нису показали корелацију катаракте са изложеношћу УВА. Иако је некада било популарно веровање због јаке апсорпције УВА сочива, хипотеза да УВА може изазвати катаракту није подржана ни експерименталним лабораторијским студијама ни епидемиолошким студијама. Из лабораторијских експерименталних података који су показали да су прагови за фотокератитис били нижи него за катарактогенезу, мора се закључити да нивое ниже од оних потребних за свакодневно стварање фотокератитиса треба сматрати опасним за ткиво сочива. Чак и ако би се претпоставило да је рожњача изложена нивоу који је скоро еквивалентан прагу за фотокератитис, проценило би се да би дневна УВР доза сочива на 308 нм била мања од 120 мЈ/цм2 12 сати напољу (Слинеи 1987). Заиста, реалнија просечна дневна изложеност била би мања од половине те вредности.

Хам ет ал. (1982) одредили су спектар деловања за фоторетинитис који производи УВР у опсегу 320–400 нм. Они су показали да су прагови у видљивом спектралном опсегу, који су били 20 до 30 Ј/цм2 на 440 нм, смањени су на приближно 5 Ј/цм2 за опсег од 10 нм са центром на 325 нм. Спектар деловања се монотоно повећавао са смањењем таласне дужине. Стога бисмо требали закључити да су нивои знатно испод 5 Ј/цм2 на 308 нм би требало да произведе лезије мрежњаче, иако ове лезије не би постале очигледне 24 до 48 сати након излагања. Нема објављених података за прагове повреде мрежњаче испод 325 нм, и може се очекивати само да ће се образац за спектар деловања за фотохемијске повреде рожњаче и ткива сочива применити и на мрежњачу, што доводи до прага повреде реда. од 0.1 Ј/цм2.

Иако се јасно показало да је УВБ зрачење мутагено и канцерогено за кожу, изузетна реткост карциногенезе у рожњачи и коњуктиви је прилично изузетна. Чини се да нема научних доказа који повезују излагање УВ зрачењу са било којим карциномом рожњаче или коњуктиве код људи, иако исто не важи за говеда. Ово би указивало на веома ефикасан имуни систем који функционише у људском оку, пошто сигурно постоје радници на отвореном који добијају УВ зрачење упоредиво са оним које добијају говеда. Овај закључак је даље подржан чињеницом да особе које пате од дефектног имунолошког одговора, као код керодерме пигментосум, често развијају неоплазије рожњаче и коњуктиве (Стенсон 1982).

Безбедносни стандарди

Границе професионалне изложености (ЕЛ) за УВР су развијене и укључују криву спектра деловања која обухвата податке о прагу за акутне ефекте добијене из студија минималног еритема и кератокоњунктивитиса (Слинеи 1972; ИРПА 1989). Ова крива се не разликује значајно од података о колективном прагу, с обзиром на грешке мерења и варијације у индивидуалном одговору, и знатно је испод прага УВБ катарактогености.

ЕЛ за УВР је најнижи на 270 нм (0.003 Ј/цм2 на 270 нм), и, на пример, на 308 нм је 0.12 Ј/цм2 (АЦГИХ 1995, ИРПА 1988). Без обзира на то да ли се излагање дешава од неколико импулсних експозиција током дана, једне веома кратке експозиције или од 8-часовне експозиције на неколико микровати по квадратном центиметру, биолошка опасност је иста, а горња ограничења се примењују на пун радни дан.

Заштита на раду

Професионално излагање УВ зрачењу треба свести на минимум тамо где је то практично. За вештачке изворе, где год је то могуће, приоритет треба дати инжењерским мерама као што су филтрација, заштита и затварање. Административне контроле, као што је ограничење приступа, могу смањити захтеве за личном заштитом.

Радници на отвореном, као што су пољопривредни радници, радници, грађевински радници, рибари и тако даље, могу минимизирати ризик од излагања сунчевој УВ зрачењу тако што ће носити одговарајућу чврсто ткану одећу, и што је најважније, шешир са ободом како би се смањила изложеност лица и врата. Креме за сунчање се могу наносити на изложену кожу како би се смањило даље излагање. Радници на отвореном треба да имају приступ хладовини и да им се обезбеде све неопходне заштитне мере поменуте горе.

У индустрији постоји много извора који могу да изазову акутне повреде ока у кратком времену излагања. Доступне су различите врсте заштите за очи са различитим степеном заштите који одговара намераваној употреби. Оне намењене за индустријску употребу укључују шлемове за заваривање (додатно обезбеђујући заштиту од интензивног видљивог и инфрацрвеног зрачења, као и заштиту за лице), штитнике за лице, наочаре и наочаре које апсорбују УВ зраке. Уопштено говорећи, заштитне наочаре за индустријску употребу треба да добро приањају на лице, чиме се осигурава да не постоје празнине кроз које УВР може директно да допре до ока, и треба да буду добро конструисане да спрече физичке повреде.

Прикладност и избор заштитних наочара зависе од следећих тачака:

  • интензитет и спектралне карактеристике емисије УВР извора
  • обрасци понашања људи у близини УВ извора (удаљеност и време експозиције су важни)
  • својства преноса материјала за заштитне наочаре
  • дизајн оквира наочара да спречи периферно излагање ока директном неапсорбованом УВР-у.

 

У ситуацијама индустријског излагања, степен опасности за очи може се проценити мерењем и поређењем са препорученим границама излагања (Дуцхене, Лакеи и Репацхоли 1991).

Мера

Због јаке зависности биолошких ефеката од таласне дужине, главно мерење било ког УВР извора је његова спектрална снага или спектрална расподела зрачења. Ово се мора мерити спектрорадиометром који се састоји од одговарајуће улазне оптике, монохроматора и УВР детектора и очитавања. Такав инструмент се обично не користи у хигијени рада.

У многим практичним ситуацијама, широкопојасни УВР мерач се користи за одређивање безбедног трајања експозиције. Из безбедносних разлога, спектрални одзив се може прилагодити тако да прати спектралну функцију која се користи за смернице за изложеност АЦГИХ и ИРПА. Ако се не користе одговарајући инструменти, доћи ће до озбиљних грешака у процени опасности. Доступни су и лични УВР дозиметри (нпр. полисулфонски филм), али њихова примена је углавном ограничена на истраживање безбедности на раду, а не на истраживања о процени опасности.

Закључци

Молекуларно оштећење кључних ћелијских компоненти које настаје услед излагања УВ зрачењу се дешава стално, а постоје механизми за поправку који се баве излагањем коже и очних ткива ултраљубичастом зрачењу. Тек када су ови механизми поправке преоптерећени, акутна биолошка повреда постаје очигледна (Смитх 1988). Из ових разлога, минимизирање професионалне изложености УВ зрачењу и даље остаје важан предмет забринутости међу радницима у области здравља и безбедности на раду.

 

Назад

Уторак, КСНУМКС март КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Инфрацрвено зрачење

Инфрацрвено зрачење је део спектра нејонизујућег зрачења који се налази између микроталаса и видљиве светлости. То је природни део човековог окружења и стога су му људи изложени у малим количинама у свим областима свакодневног живота – на пример, код куће или током рекреативних активности на сунцу. Међутим, веома интензивна изложеност може бити резултат одређених техничких процеса на радном месту.

Многи индустријски процеси укључују термичко очвршћавање различитих врста материјала. Коришћени извори топлоте или сам загрејан материјал обично ће емитовати тако високе нивое инфрацрвеног зрачења да је велики број радника потенцијално изложен ризику од излагања.

Концепти и количине

Инфрацрвено зрачење (ИР) има таласне дужине у распону од 780 нм до 1 мм. Према класификацији Међународне комисије за осветљење (ЦИЕ), овај опсег је подељен на ИРА (од 780 нм до 1.4 μм), ИРБ (од 1.4 μм до 3 μм) и ИРЦ (од 3 μм до 1 мм). Ова подподела приближно прати карактеристике апсорпције ИР у ткиву зависне од таласне дужине и резултујућих различитих биолошких ефеката.

Количина и временска и просторна дистрибуција инфрацрвеног зрачења описују се различитим радиометријским величинама и јединицама. Због оптичких и физиолошких својстава, посебно ока, обично се прави разлика између малих „тачкастих” извора и „проширених” извора. Критеријум за ово разликовање је вредност угла (α) у радијанима измереног на оку које је подвучено извором. Овај угао се може израчунати као количник, димензија извора светлости DL подељено са даљином гледања r. Проширени извори су они код којих је угао гледања у оку већи од αминута, што је нормално 11 милирадијана. За све проширене изворе постоји удаљеност гледања где је α једнако αминута; на већим удаљеностима гледања, извор се може третирати као тачкасти извор. У заштити од оптичког зрачења најважније величине које се тичу проширених извора су сјај (L, изражено у Вм-КСНУМКСsr-КСНУМКС) И временски интегрисани сјај (Lp у Јм-КСНУМКСsr-КСНУМКС), који описују „сјајност“ извора. За процену ризика по здравље, најрелевантније количине у вези са тачкастим изворима или изложености на таквим удаљеностима од извора где је α< αминута, су зрачење (E, изражено у Вм-КСНУМКС), што је еквивалентно концепту брзине дозе експозиције, и излагање зрачењу (H, у Јм-КСНУМКС), што је еквивалентно концепту дозе изложености.

У неким опсезима спектра, биолошки ефекти услед излагања снажно зависе од таласне дужине. Због тога се морају користити додатне спектрорадиометријске величине (нпр. спектрални сјај, Ll, изражено у Вм-КСНУМКС sr-КСНУМКС nm-КСНУМКС) да одмери физичке вредности емисије извора у односу на применљиви спектар деловања који се односи на биолошки ефекат.

 

Извори и професионална изложеност

Изложеност ИР је резултат различитих природних и вештачких извора. Спектрална емисија из ових извора може бити ограничена на једну таласну дужину (ласер) или може бити распоређена у широком опсегу таласних дужина.

Различити механизми за стварање оптичког зрачења уопште су:

  • термална ексцитација (зрачење црног тела)
  • пражњење гаса
  • појачање светлости стимулисаном емисијом зрачења (ласер), при чему је механизам гасног пражњења од мањег значаја у ИЦ опсегу.

 

Емисија из најважнијих извора који се користе у многим индустријским процесима је резултат термичке побуде и може се апроксимирати коришћењем физичких закона зрачења црног тела ако је позната апсолутна температура извора. Укупна емисија (М, у Вм-КСНУМКС) радијатора црног тела (слика 1) описује Стефан-Болцманов закон:

М(Т) = 5.67 к 10-8T4

и зависи од 4. степена температуре (T, у К) зрачећег тела. Спектрална дистрибуција зрачења је описана Планковим законом зрачења:

и таласна дужина максималне емисије (λМак) је описан према Бечком закону:

λМак = (2.898 к 10-8) / T

Слика 1. Спектрални сјај λМакцрног радијатора на апсолутној температури приказаној у степенима Келвина на свакој кривој

ЕЛФ040Ф1

Многи ласери који се користе у индустријским и медицинским процесима ће емитовати веома високе нивое ИР. Генерално, у поређењу са другим изворима зрачења, ласерско зрачење има неке необичне карактеристике које могу утицати на ризик након излагања, као што је веома кратко трајање импулса или изузетно високо зрачење. Због тога је ласерско зрачење детаљно размотрено на другом месту у овом поглављу.

Многи индустријски процеси захтевају коришћење извора који емитују високе нивое видљивог и инфрацрвеног зрачења, па је стога велики број радника као што су пекари, дувачи стакла, радници у пећима, ливници, ковачи, топионици и ватрогасци потенцијално изложени ризику од излагања. Поред лампи, морају се узети у обзир извори као што су пламен, гасне бакље, ацетиленске бакље, базени растопљеног метала и ужарене металне шипке. Они се сусрећу у ливницама, челичанама и многим другим тешким индустријским постројењима. Табела 1 сумира неке примере ИР извора и њихове примене.

Табела 1. Различити извори ИР, изложеност становништва и приближни нивои изложености

извор

Примена или изложена популација

Излагање

Сунчана светлост

Радници на отвореном, фармери, грађевински радници, поморци, општа јавност

500 Вм-КСНУМКС

Лампе са волфрамовим влакном

Опште становништво и радници
Опште осветљење, сушење мастила и боја

105-КСНУМКС6 Wm-КСНУМКСsr-КСНУМКС

Волфрамове халогене сијалице

(Погледајте лампе са волфрамовим влакном)
Системи за копирање (фиксирање), општи процеси (сушење, печење, скупљање, омекшавање)

50–200 Вм-КСНУМКС (на 50 цм)

Диоде које емитују светлост (нпр. ГаАс диода)

Играчке, потрошачка електроника, технологија преноса података итд.

105 Wm-КСНУМКСsr-КСНУМКС

Ксенонске лучне лампе

Пројектори, соларни симулатори, рефлектори
Камерари у штампарији, радници оптичких лабораторија, забављачи

107 Wm-КСНУМКСsr-КСНУМКС

Растопити гвожђе

Челичане, радници челичане

105 Wm-КСНУМКСsr-КСНУМКС

Низови инфрацрвених лампи

Индустријско грејање и сушење

103 до 8..103 Wm-КСНУМКС

Инфрацрвене лампе у болницама

Инкубатори

100–300 Вм-КСНУМКС

 

Биолошки ефекти

Оптичко зрачење уопште не продире дубоко у биолошко ткиво. Стога су примарни циљеви ИР изложености кожа и око. У већини услова изложености главни механизам интеракције ИР је термални. Само врло кратки импулси које ласери могу произвести, али који се овде не разматрају, такође могу довести до механотермалних ефеката. Не очекује се да ће се ефекти јонизације или кидања хемијских веза појавити код ИР зрачења јер је енергија честица, мања од приближно 1.6 еВ, прениска да би изазвала такве ефекте. Из истог разлога, фотохемијске реакције постају значајне само на краћим таласним дужинама у визуелном и ултраљубичастом подручју. Различити ефекти ИР на здравље зависни од таласне дужине произлазе углавном из оптичких својстава ткива зависних од таласне дужине—на пример, спектралне апсорпције очних медија (слика 2).

Слика 2. Спектрална апсорпција очних медија

ЕЛФ040Ф2

Ефекти на око

У принципу, око је добро прилагођено да се заштити од оптичког зрачења из природног окружења. Поред тога, око је физиолошки заштићено од повреда од јарких извора светлости, као што су сунце или лампе високог интензитета, реакцијом аверзије која ограничава трајање излагања на делић секунде (приближно 0.25 секунди).

ИРА утиче првенствено на ретину, због транспарентности очних медија. Када се директно посматра тачкасти извор или ласерски зрак, својства фокусирања у ИРА региону додатно чине мрежњачу много подложнијом оштећењу него било који други део тела. За кратке периоде експозиције, загревање ириса услед апсорпције видљиве или блиске ИР-е сматра се да игра улогу у развоју замућења у сочиву.

Са повећањем таласне дужине, изнад приближно 1 μм, повећава се апсорпција очних медија. Због тога се сматра да апсорпција ИРА зрачења и сочива и пигментне шаренице игра улогу у формирању замућења сочива. Оштећење сочива се приписује таласним дужинама испод 3 μм (ИРА и ИРБ). За инфрацрвено зрачење таласних дужина дужих од 1.4 μм, очна водица и сочива су посебно снажно упијајући.

У ИРБ и ИРЦ региону спектра, очни медијуми постају непрозирни као резултат снажне апсорпције воде која их чини. Апсорпција у овој регији је првенствено у рожњачи и у очне водице. Преко 1.9 μм, рожњача је заправо једини апсорбер. Апсорпција инфрацрвеног зрачења дуге таласне дужине рожњаче може довести до повећања температуре у оку због топлотне проводљивости. Због брзе стопе обртања површинских ћелија рожњаче, може се очекивати да ће свако оштећење ограничено на спољашњи слој рожњаче бити привремено. У ИРЦ опсегу излагање може изазвати опекотине рожњаче сличне оној на кожи. Међутим, мало је вероватно да ће доћи до опекотина рожњаче због реакције аверзије изазване болним осећајем изазваним јаким излагањем.

Ефекти на кожу

Инфрацрвено зрачење неће продрети дубоко у кожу. Стога, излагање коже веома јаком ИР може довести до локалних термичких ефеката различите тежине, па чак и до озбиљних опекотина. Ефекти на кожу зависе од оптичких својстава коже, као што је дубина продирања зависна од таласне дужине (слика 3. ). Нарочито на дужим таласним дужинама, екстензивно излагање може изазвати висок локални пораст температуре и опекотине. Граничне вредности за ове ефекте зависе од времена, због физичких својстава процеса топлотног транспорта у кожи. Зрачење од 10 кВм-КСНУМКС, на пример, може изазвати бол у року од 5 секунди, док излагање од 2 кВм-КСНУМКС неће изазвати исту реакцију у периодима краћим од приближно 50 секунди.

Слика 3. Дубина продирања у кожу за различите таласне дужине

ЕЛФ040Ф3

Ако се излагање продужава на веома дуге периоде, чак и на вредностима знатно испод прага бола, оптерећење топлотом за људско тело може бити велико. Нарочито ако експозиција покрива цело тело као, на пример, испред челичне талине. Резултат може бити неравнотежа иначе физиолошки добро избалансираног система терморегулације. Праг за толерисање такве изложености зависиће од различитих индивидуалних услова и услова околине, као што су индивидуални капацитет терморегулационог система, стварни метаболизам тела током излагања или температура околине, влажност и кретање ваздуха (брзина ветра). Без икаквог физичког рада, максимална експозиција од 300 Вм-КСНУМКС може се толерисати током осам сати под одређеним условима околине, али се ова вредност смањује на приближно 140 Вм-КСНУМКС током тешког физичког рада.

Стандарди изложености

Биолошки ефекти ИР излагања који зависе од таласне дужине и трајања излагања, неподношљиви су само ако су прекорачени одређени гранични интензитет или вредности дозе. Да би се заштитиле од таквих неподношљивих услова излагања, међународне организације као што су Светска здравствена организација (СЗО), Међународна канцеларија рада (ИЛО), Међународни комитет за нејонизујуће зрачење Међународног удружења за заштиту од зрачења (ИНИРЦ/ИРПА) и његове наследник, Међународна комисија за заштиту од нејонизујућег зрачења (ИЦНИРП) и Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара (АЦГИХ) су предложили границе излагања инфрацрвеном зрачењу из кохерентних и некохерентних оптичких извора. Већина националних и међународних сугестија о смерницама за ограничавање изложености људи инфрацрвеном зрачењу су засноване или чак идентичне са предложеним граничним вредностима (ТЛВ) које је објавио АЦГИХ (1993/1994). Ова ограничења су широко призната и често се користе у ситуацијама на послу. Засновани су на актуелним научним сазнањима и намењени су да спрече термичке повреде мрежњаче и рожњаче и да избегну могуће одложене ефекте на очно сочиво.

Ревизија АЦГИХ граница изложености из 1994. је следећа:

1. За заштиту мрежњаче од термичких повреда у случају излагања видљивој светлости, (на пример, у случају снажних извора светлости), спектрални сјај Lλ у В/(м² ср нм) пондерисано према функцији опасности од топлоте мрежњаче Rλ (видети табелу 2) преко интервала таласне дужине Δλ и збирно у опсегу таласних дужина од 400 до 1400 нм, не би требало да пређе:

где t је трајање гледања ограничено на интервале од 10-3 до 10 секунди (то јест, за случајне услове гледања, а не фиксирано гледање), а α је угаони поднапон извора у радијанима израчунат према α = максимално проширење извора/удаљеност до извора Rλ  (табела 2).

2. За заштиту мрежњаче од опасности излагања инфрацрвеним топлотним лампама или било ком ИЦ извору у близини где је одсутан јак визуелни стимуланс, инфрацрвено зрачење у опсегу таласних дужина од 770 до 1400 нм гледано оком (на основу зенице од 7 мм пречник) за продужено трајање услова гледања треба ограничити на:

Ово ограничење се заснива на пречнику зенице од 7 мм јер у овом случају реакција аверзије (затварање ока, на пример) можда неће постојати због одсуства видљиве светлости.

3. Да би се избегли могући одложени ефекти на очно сочиво, као што је одложена катаракта, и да би се рожњача заштитила од прекомерног излагања, инфрацрвено зрачење на таласним дужинама већим од 770 нм треба да буде ограничено на 100 В/м² у периодима дужим од 1,000 с и да:

или на краће периоде.

4. За пацијенте са афакијом, дате су одвојене функције мерења и резултујући ТЛВ за опсег таласних дужина ултраљубичастог и видљивог светла (305–700 нм).

Табела 2. Функција топлотне опасности мрежњаче

Таласна дужина (нм)

Rλ

Таласна дужина (нм)

Rλ

400

1.0

460

8.0

405

2.0

465

7.0

410

4.0

470

6.2

415

8.0

475

5.5

420

9.0

480

4.5

425

9.5

485

4.0

430

9.8

490

2.2

435

10.0

495

1.6

440

10.0

КСНУМКС-КСНУМКС

1.0

445

9.7

КСНУМКС-КСНУМКС

10((700 - λ )/500)

450

9.4

КСНУМКС-КСНУМКС

0.2

455

9.0

   

Извор: АЦГИХ 1996.

Мера

Доступне су поуздане радиометријске технике и инструменти који омогућавају анализу ризика за кожу и око од излагања изворима оптичког зрачења. За карактеризацију конвенционалног извора светлости, генерално је веома корисно мерити сјај. За дефинисање опасних услова излагања из оптичких извора, озраченост и експозиција зрачењу су од већег значаја. Процена широкопојасних извора је сложенија од процене извора који емитују на појединачним таласним дужинама или веома уским опсезима, пошто се спектралне карактеристике и величина извора морају узети у обзир. Спектар одређених лампи се састоји од континуалне емисије у широком опсегу таласних дужина и емисије на одређеним појединачним таласним дужинама (линијама). Значајне грешке се могу унети у репрезентацију тих спектра ако део енергије у свакој линији није правилно додат у континуум.

За процену опасности по здравље вредности изложености се морају мерити преко граничног отвора за који су специфицирани стандарди изложености. Обично се отвор од 1 мм сматра најмањом практичном величином отвора. Таласне дужине веће од 0.1 мм представљају потешкоће због значајних ефеката дифракције које ствара отвор од 1 мм. За овај опсег таласних дужина прихваћен је отвор од 1 цм² (пречник 11 мм), јер су вруће тачке у овом опсегу веће него на краћим таласним дужинама. За процену опасности од мрежњаче, величина отвора је одређена просечном величином зенице и стога је изабран отвор од 7 мм.

Генерално, мерења у оптичком региону су веома сложена. Мере које предузима необучено особље могу довести до неважећих закључака. Детаљан резиме мерних процедура налази се у Слинеи и Волбарсхт (1980).

Заштитне мере

Најефикаснија стандардна заштита од излагања оптичком зрачењу је потпуно затварање извора и свих путева зрачења који могу изаћи из извора. Оваквим мерама, у већини случајева требало би лако да се постигне усклађеност са границама изложености. Тамо где то није случај, примењује се лична заштита. На пример, треба користити доступну заштиту за очи у виду одговарајућих наочара или визира или заштитне одеће. Ако услови рада не дозвољавају примену таквих мера, можда ће бити неопходна административна контрола и ограничен приступ веома интензивним изворима. У неким случајевима смањење или снаге извора или радног времена (рад паузира да се опорави од топлотног стреса), или обоје, може бити могућа мера за заштиту радника.

Zakljucak

Уопштено говорећи, инфрацрвено зрачење из најчешћих извора као што су лампе, или из већине индустријских апликација, неће изазвати никакав ризик за раднике. На неким радним местима, међутим, ИР може изазвати здравствени ризик за радника. Поред тога, убрзано се повећава примена и употреба светиљки посебне намене и у високотемпературним процесима у индустрији, науци и медицини. Ако је изложеност овим применама довољно висока, не могу се искључити штетни ефекти (углавном на око, али и на кожу). Очекује се да ће се повећати значај међународно признатих стандарда излагања оптичком зрачењу. Да бисте заштитили радника од прекомерне изложености, заштитне мере као што су заштита (штитници за очи) или заштитна одећа треба да буду обавезне.

Главни штетни биолошки ефекти који се приписују инфрацрвеном зрачењу су катаракте, познате као катаракте дувача стакла или пећи. Дуготрајно излагање чак и на релативно ниским нивоима изазива топлотни стрес за људско тело. У таквим условима изложености морају се узети у обзир додатни фактори као што су телесна температура и губитак топлоте испаравањем, као и фактори околине.

У индустријским земљама развијени су неки практични водичи за информисање и упућивање радника. Свеобухватан сажетак може се наћи у Слинеи и Волбарсхт (1980).

 

Назад

Уторак, КСНУМКС март КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Светлост и инфрацрвено зрачење

Светлосна и инфрацрвена (ИР) енергија зрачења су два облика оптичког зрачења и заједно са ултраљубичастим зрачењем чине оптички спектар. Унутар оптичког спектра, различите таласне дужине имају знатно различите потенцијале за изазивање биолошких ефеката, и због тога се оптички спектар може даље поделити.

Термин светло треба резервисати за таласне дужине енергије зрачења између 400 и 760 нм, које изазивају визуелни одговор на мрежњачи (ЦИЕ 1987). Светлост је суштинска компонента излазних лампи, визуелних дисплеја и широког спектра осветљивача. Поред важности осветљења за гледање, неки извори светлости могу, међутим, да изазову нежељене физиолошке реакције као што су онеспособљеност и нелагодност одсјаја, треперење и други облици стреса ока због лошег ергономског дизајна задатака на радном месту. Емисија интензивне светлости је такође потенцијално опасна нуспојава неких индустријских процеса, као што је електролучно заваривање.

Инфрацрвено зрачење (ИРР, таласне дужине од 760 нм до 1 мм) се такође често назива термичко зрачење (Или блистава топлота), а емитује се из било ког топлог предмета (врући мотори, растопљени метали и други ливнички извори, термички обрађене површине, електричне сијалице са жарном нити, системи грејања, итд.). Инфрацрвено зрачење се такође емитује из велике разноврсности електричне опреме као што су електромотори, генератори, трансформатори и различита електронска опрема.

Инфрацрвено зрачење је фактор који доприноси топлотном стресу. Висока температура и влажност амбијенталног ваздуха и низак степен циркулације ваздуха могу се комбиновати са топлотом зрачења да би произвели топлотни стрес са потенцијалом за топлотне повреде. У хладнијим срединама, непожељни или лоше дизајнирани извори зрачеће топлоте такође могу да изазову нелагодност – што је ергономско разматрање.

Биолошки ефекти

Професионалне опасности које оку и кожи представљају видљиви и инфрацрвени облици зрачења ограничени су аверзијом ока према јакој светлости и осећајем бола у кожи који настаје услед интензивног грејања зрачења. Око је добро прилагођено да се заштити од акутне повреде оптичког зрачења (због ултраљубичасте, видљиве или инфрацрвене енергије зрачења) од околне сунчеве светлости. Заштићен је природним одговором аверзије на гледање извора јарке светлости који га обично штити од повреда насталих услед излагања изворима као што су сунце, лучне лампе и лукови за заваривање, пошто ова аверзија ограничава трајање излагања на фракцију (око два десетинке) секунде. Међутим, извори богати ИРР без јаког визуелног стимулуса могу бити опасни за очно сочиво у случају хроничне изложености. Човек се такође може натерати да се загледа у сунце, лук за заваривање или снежно поље и на тај начин претрпи привремени (а понекад и трајни) губитак вида. У индустријском окружењу у којем се јако светло појављује ниско у видном пољу, заштитни механизми ока су мање ефикасни, а мере предострожности су посебно важне.

Постоји најмање пет различитих врста опасности за очи и кожу од интензивне светлости и извора ИРР-а, а заштитне мере се морају изабрати са разумевањем сваке од њих. Поред потенцијалних опасности које представља ултраљубичасто зрачење (УВР) из неких интензивних извора светлости, треба узети у обзир следеће опасности (Слинеи и Волбарсхт 1980; ВХО 1982):

  1. Термичка повреда мрежњаче, која се може јавити на таласним дужинама од 400 нм до 1,400 нм. Обично опасност од ове врсте повреда представљају само ласери, веома интензиван извор ксенонског лука или нуклеарна ватрена лопта. Локално сагоревање мрежњаче доводи до слепе тачке (скотома).
  2. Фотохемијска повреда мрежњаче плавом светлошћу (опасност која је углавном повезана са плавом светлошћу таласних дужина од 400 нм до 550 нм) (Хам 1989). Повреда се обично назива фоторетинитис „плавог светла“; одређени облик ове повреде је назван, према извору, соларни ретинитис. Соларни ретинитис се некада називао "слепило од помрачења" и повезано "опекотина мрежњаче". Тек последњих година постало је јасно да фоторетинитис настаје као последица фотохемијског механизма повреде након излагања мрежњаче краћим таласним дужинама у видљивом спектру, наиме, љубичастој и плавој светлости. Све до 1970-их сматрало се да је резултат механизма термичких повреда. За разлику од плаве светлости, ИРА зрачење је веома неефикасно у стварању повреда мрежњаче. (Хам 1989; Слинеи и Волбарсхт 1980).
  3. Термалне опасности од блиског инфрацрвеног зрачења за сочиво (повезане са таласним дужинама од приближно 800 нм до 3,000 нм) са потенцијалом за индустријску топлотну катаракту. Просечна изложеност рожњаче инфрацрвеном зрачењу на сунчевој светлости је реда величине 10 В/м2. Поређења ради, радници стакла и челика изложени инфрацрвеном зрачењу реда величине 0.8 до 4 кВ/м2 дневно током 10 до 15 година су наводно развили замућења сочива (Слинеи и Волбарсхт 1980). Ови спектрални опсеги укључују ИРА и ИРБ (види слику 1). Смерница Америчке конференције владиних индустријских хигијеничара (АЦГИХ) за излагање ИРА предњег дела ока је временски пондерисано укупно зрачење од 100 В/м2 за трајање експозиције веће од 1,000 с (16.7 мин) (АЦГИХ 1992 и 1995).
  4. Термичка повреда рожњаче и коњуктиве (на таласним дужинама од приближно 1,400 нм до 1 мм). Ова врста повреде је скоро искључиво ограничена на излагање ласерском зрачењу.
  5. Термичка повреда коже. Ово је ретко од конвенционалних извора, али се може појавити у целом оптичком спектру.

Значај таласне дужине и времена излагања

Топлотне повреде (1) и (4) горе су генерално ограничене на веома кратко трајање излагања, а заштита очију је дизајнирана да спречи ове акутне повреде. Међутим, фотохемијске повреде, као што су поменуте у (2) изнад, могу бити резултат ниских доза раширених током целог радног дана. Производ брзине дозе и трајања експозиције увек резултира дозом (доза је та која одређује степен фотохемијске опасности). Као и код сваког фотохемијског механизма повреде, мора се узети у обзир спектар деловања који описује релативну ефикасност различитих таласних дужина у изазивању фотобиолошког ефекта. На пример, спектар деловања за фотохемијске повреде мрежњаче достиже максимум на приближно 440 нм (Хам 1989). Већина фотохемијских ефеката је ограничена на веома уски опсег таласних дужина; док се топлотни ефекат може јавити на било којој таласној дужини у спектру. Дакле, заштита очију за ове специфичне ефекте треба да блокира само релативно уски спектрални опсег да би била ефикасна. Нормално, више од једног спектралног опсега мора бити филтрирано у заштити очију за широкопојасни извор.

Извори оптичког зрачења

Сунчана светлост

Највећа професионална изложеност оптичком зрачењу настаје услед излагања радника на отвореном сунчевим зрацима. Сунчев спектар се протеже од границе стратосферског озонског слоја од око 290-295 нм у ултраљубичастом опсегу до најмање 5,000 нм (5 μм) у инфрацрвеном опсегу. Сунчево зрачење може достићи ниво до 1 кВ/м2 током летњих месеци. То може довести до топлотног стреса, у зависности од температуре и влажности околног ваздуха.

Вештачки извори

Најзначајнији вештачки извори изложености људи оптичком зрачењу укључују следеће:

  1. Заваривање и сечење. Заваривачи и њихови сарадници су обично изложени не само интензивном УВ зрачењу, већ и интензивном видљивом и ИЦ зрачењу које емитује лук. У ретким случајевима, ови извори су изазвали акутне повреде мрежњаче ока. Заштита очију је обавезна за ова окружења.
  2. Метална индустрија и ливнице. Најзначајнији извор видљиве и инфрацрвене изложености су површине растопљених и врућих метала у индустрији челика и алуминијума иу ливницама. Изложеност радника се обично креће од 0.5 до 1.2 кВ/м2.
  3. Лучне лампе. Многи индустријски и комерцијални процеси, као што су они који укључују фотохемијске лампе за очвршћавање, емитују интензивну, краткоталасну видљиву (плаву) светлост, као и УВ и ИР зрачење. Иако је вероватноћа штетног излагања мала због заштите, у неким случајевима може доћи до случајног излагања.
  4. Инфрацрвене лампе. Ове лампе емитују претежно у ИРА опсегу и генерално се користе за топлотну обраду, сушење боје и сродне примене. Ове лампе не представљају значајну опасност од излагања за људе, јер ће непријатност изазвана излагањем ограничити излагање на безбедан ниво.
  5. Медицински третман. Инфрацрвене лампе се користе у физикалној медицини у различите дијагностичке и терапеутске сврхе. Изложеност пацијенту значајно варира у зависности од врсте лечења, а ИЦ лампе захтевају пажљиву употребу од стране особља.
  6. Опште осветљење. Флуоресцентне сијалице емитују врло мало инфрацрвеног зрачења и генерално нису довољно светле да представљају потенцијалну опасност за око. Волфрамове и волфрам-халогене жаруље са жарном нити емитују велики део своје енергије зрачења у инфрацрвеном спектру. Поред тога, плаво светло које емитују волфрам-халогене лампе може представљати опасност за мрежњачу ако особа буљи у нит. На срећу, аверзија ока на јако светло спречава акутне повреде чак и на кратким удаљеностима. Постављање стаклених „топлотних” филтера преко ових лампи требало би да минимизира/елиминише ову опасност.
  7. Оптички пројектори и други уређаји. Интензивни извори светлости се користе у рефлекторима, филмским пројекторима и другим уређајима за колимацију светлосног снопа. Они могу представљати опасност за мрежњачу са директним снопом на веома малим удаљеностима.

 

Мерење изворних својстава

Најважнија карактеристика сваког оптичког извора је његова спектрална расподела снаге. Ово се мери помоћу спектрорадиометра, који се састоји од одговарајуће улазне оптике, монохроматора и фотодетектора.

У многим практичним ситуацијама, широкопојасни оптички радиометар се користи за одабир датог спектралног региона. И за видљиво осветљење и за безбедносне сврхе, спектрални одзив инструмента ће бити прилагођен тако да прати биолошки спектрални одговор; на пример, лук-метри су усмерени на фотопични (визуелни) одговор ока. Обично, осим УВР мјерача опасности, мјерење и анализа опасности од интензивних извора свјетлости и инфрацрвених извора су превише сложени за рутинске стручњаке за здравље и сигурност на раду. Напредује се у стандардизацији безбедносних категорија сијалица, тако да неће бити потребна мерења од стране корисника да би се утврдиле потенцијалне опасности.

Границе излагања људи

На основу познавања оптичких параметара људског ока и зрачења извора светлости, могуће је израчунати ирадијансе (брзине дозе) на мрежњачи. Излагање предњих структура људског ока инфрацрвеном зрачењу такође може бити од интереса, а треба даље имати на уму да релативни положај извора светлости и степен затварања капака могу у великој мери утицати на правилан прорачун очне експозиције. доза. За излагање ултраљубичастом и краткоталасном светлу, спектрална дистрибуција извора светлости је такође важна.

Бројне националне и међународне групе препоручиле су границе професионалне изложености (ЕЛс) за оптичко зрачење (АЦГИХ 1992 и 1994; Слинеи 1992). Иако је већина таквих група препоручила ЕЛ за УВ и ласерско зрачење, само једна група је препоручила ЕЛ за видљиво зрачење (тј. светлост), а то је АЦГИХ, агенција добро позната у области здравља на раду. АЦГИХ своје ЕЛ означава као граничне вредности прага или ТЛВ, а пошто се они издају сваке године, постоји могућност за годишњу ревизију (АЦГИХ 1992. и 1995.). Они су великим делом засновани на подацима о повредама ока из студија на животињама и подацима о повредама мрежњаче код људи које су резултат посматрања сунца и лукова заваривања. ТЛВ се даље заснивају на основној претпоставци да изложеност спољашње средине видљивој енергији зрачења обично није опасна за око, осим у веома необичним окружењима, као што су снежна поља и пустиње, или када се очи упере у сунце.

Процена безбедности оптичког зрачења

Пошто свеобухватна процена опасности захтева сложена мерења спектралног зрачења и зрачења извора, а понекад и веома специјализоване инструменте и прорачуне, ретко је спроводе на лицу места индустријски хигијеничари и инжењери безбедности. Уместо тога, заштитна опрема за очи која се користи је прописана безбедносним прописима у опасним окружењима. Истраживачке студије су процениле широк спектар лука, ласера ​​и термалних извора како би се развиле широке препоруке за практичне, лакше применљиве безбедносне стандарде.

Заштитне мере

Професионално излагање видљивом и ИЦ зрачењу ретко је опасно и обично је корисно. Међутим, неки извори емитују знатну количину видљивог зрачења и у овом случају се изазива природна реакција аверзије, тако да су мале шансе за случајно прекомерно излагање очију. С друге стране, случајна експозиција је прилично вероватна у случају вештачких извора који емитују само близу ИР зрачење. Мере које се могу предузети да се непотребно излагање особља инфрацрвеном зрачењу сведе на најмању могућу меру укључују правилан инжењерски дизајн оптичког система у употреби, ношење одговарајућих наочара или визира за лице, ограничавање приступа особама које су директно укључене у посао и обезбеђивање да су радници свесни потенцијалне опасности повезане са излагањем интензивним изворима видљивог и ИЦ зрачења. Особље за одржавање које замењује лучне лампе мора имати одговарајућу обуку како би се спречило опасно излагање. Неприхватљиво је да радници доживе еритем коже или фотокератитис. Ако се ови услови ипак догоде, треба испитати радну праксу и предузети кораке како би се осигурало да претерано излагање буде мало вероватно у будућности. Труднице нису изложене посебном ризику од оптичког зрачења у погледу интегритета њихове трудноће.

Дизајн и стандарди штитника за очи

Дизајн штитника за очи за заваривање и друге операције које представљају изворе индустријског оптичког зрачења (нпр. ливнички рад, производња челика и стакла) започео је почетком овог века развојем Круковог стакла. Стандарди за заштиту очију који су касније еволуирали следили су општи принцип да, пошто инфрацрвено и ултраљубичасто зрачење нису потребне за вид, те спектралне траке треба што боље блокирати тренутно доступним стакленим материјалима.

Емпиријски стандарди за заштитну опрему за очи тестирани су 1970-их и показало се да су укључивали велике факторе сигурности за инфрацрвено и ултраљубичасто зрачење када су фактори трансмисије тестирани у односу на тренутне границе професионалне изложености, док су заштитни фактори за плаво светло били сасвим довољни. Због тога су неки захтеви стандарда прилагођени.

Заштита од ултраљубичастог и инфрацрвеног зрачења

Бројне специјализоване УВ лампе се користе у индустрији за детекцију флуоресценције и за фотоочвршћавање мастила, пластичних смола, зубних полимера и тако даље. Иако извори УВА обично представљају мали ризик, ови извори могу или садржавати трагове опасног УВБ-а или представљати проблем одсјаја код инвалидности (од флуоресценције кристалног сочива ока). УВ филтер сочива, стаклена или пластична, са веома високим факторима слабљења су широко доступна за заштиту од целог УВ спектра. Лагана жућкаста нијанса се може открити ако се обезбеди заштита до 400 нм. За ову врсту наочара (и за индустријске сунчане наочаре) је од највеће важности да обезбеде заштиту периферног видног поља. Бочни штитници или омотачки дизајни су важни за заштиту од фокусирања темпоралних, косих зрака у назални екваторијални део сочива, одакле често потиче кортикална катаракта.

Готово сви материјали од стакла и пластике блокирају ултраљубичасто зрачење испод 300 нм и инфрацрвено зрачење на таласним дужинама већим од 3,000 нм (3 μм), а за неколико ласера ​​и оптичких извора, обичне прозирне заштитне наочаре отпорне на ударце ће пружити добру заштиту (нпр. прозирна поликарбонатна сочива ефикасно блокирају таласне дужине веће од 3 μм). Међутим, морају се додати апсорбери као што су метални оксиди у стаклу или органске боје у пластици да би се елиминисало УВ до око 380–400 нм и инфрацрвено преко 780 нм до 3 μм. У зависности од материјала, ово може бити или лако или веома тешко или скупо, а стабилност апсорбера може донекле варирати. Филтери који испуњавају АНСИ З87.1 стандард Америчког националног института за стандарде морају имати одговарајуће факторе слабљења у сваком критичном спектралном опсегу.

Заштита у разним индустријама

Гашење ватре

Ватрогасци могу бити изложени интензивном блиском инфрацрвеном зрачењу, а осим пресудно важне заштите главе и лица, често се прописују ИРР пригушни филтери. Овде је такође важна заштита од удара.

Наочаре у ливници и индустрији стакла

Наочаре и наочаре дизајниране за заштиту очију од инфрацрвеног зрачења углавном имају светло зеленкасту нијансу, иако нијанса може бити тамнија ако се жели нека удобност против видљивог зрачења. Такве штитнике за очи не треба мешати са плавим сочивима који се користе у челичанима и ливницама, где је циљ визуелно проверити температуру растопа; ове плаве наочаре не пружају заштиту и треба их носити само кратко.

Заваривање

Својства инфрацрвене и ултраљубичасте филтрације могу се лако пренети стакленим филтерима помоћу адитива као што је оксид гвожђа, али степен стриктно видљивог слабљења одређује број сенке, што је логаритамски израз слабљења. Обично се број нијансе од 3 до 4 користи за гасно заваривање (што захтева заштитне наочаре), а број нијансе од 10 до 14 за електролучно заваривање и операције са плазма луком (овде је потребна заштита шлема). Опште правило је да ако заваривач сматра да је лук удобан за гледање, обезбеђено је адекватно слабљење против опасности за очи. Надзорницима, помоћницима заваривача и другим особама у радном подручју могу бити потребни филтери са релативно малим бројем боја (нпр. 3 до 4) да би се заштитили од фотокератитиса („лучно око“ или „бљесак заваривача“). Последњих година на сцени се појавио нови тип филтера за заваривање, филтер за аутоматско затамњивање. Без обзира на тип филтера, он треба да испуњава АНСИ З87.1 и З49.1 стандарде за фиксне филтере за заваривање специфициране за тамну нијансу (Бухр и Суттер 1989; ЦИЕ 1987).

Филтери за заваривање са аутоматским затамњивањем

Филтер за заваривање са аутоматским затамњивањем, чији број нијанси расте са интензитетом оптичког зрачења које пада на њега, представља важан напредак у способности заваривача да ефикасније и ергономскије производе конзистентно висококвалитетне шавове. Раније је заваривач морао да спушта и подиже кацигу или филтер сваки пут када је лук покренут и угашен. Заваривач је морао да ради „на слепо“ непосредно пре него што је запалио лук. Штавише, кацига се обично спушта и подиже оштрим ударцем врата и главе, што може довести до напрезања врата или озбиљнијих повреда. Суочени са овом непријатном и гломазном процедуром, неки заваривачи често иницирају лук са конвенционалним шлемом у подигнутом положају – што доводи до фотокератитиса. У нормалним условима амбијенталног осветљења, заваривач који носи шлем опремљен филтером за аутоматско затамњивање може да види довољно добро са постављеном заштитом за очи да обавља задатке као што су поравнавање делова који се заварују, прецизно позиционирање опреме за заваривање и ударање у лук. У најтипичнијим дизајнима кацига, сензори светлости тада детектују лучни бљесак виртуелно чим се појави и усмеравају електронску погонску јединицу да пребаци филтер са течним кристалима из светле нијансе у унапред изабрану тамну нијансу, елиминишући потребу за неспретним и опасним маневри увежбавани са филтерима фиксне нијансе.

Често се поставља питање да ли се код филтера за аутоматско затамњивање могу развити скривени безбедносни проблеми. На пример, да ли накнадне слике („слепило од бљеска“) које се доживљавају на радном месту могу довести до трајног оштећења вида? Да ли нови типови филтера заиста нуде степен заштите који је једнак или бољи од оног који конвенционални фиксни филтери могу да обезбеде? Иако се на друго питање може одговорити потврдно, мора се разумети да нису сви филтери за аутоматско затамњивање еквивалентни. Брзине реакције филтера, вредности светлих и тамних нијанси које се постижу под датим интензитетом осветљења и тежина сваке јединице могу да варирају од једног модела до другог. Зависност перформанси јединице од температуре, варијације у степену сенке са деградацијом електричне батерије, „слања у стању мировања“ и други технички фактори варирају у зависности од дизајна сваког произвођача. Ова разматрања се разматрају у новим стандардима.

Пошто сви системи обезбеђују адекватно пригушивање филтера, једини најважнији атрибут који су навели произвођачи филтера за аутоматско затамњивање је брзина промене филтера. Тренутни филтери за аутоматско затамњивање варирају у брзини пребацивања од једне десетинке секунде до брже од 1/10,000 секунде. Бухр и Суттер (1989) су указали на средство за одређивање максималног времена пребацивања, али њихова формулација варира у односу на временски ток пребацивања. Брзина пребацивања је кључна, јер даје најбољи траг о веома важној (али неспецификованој) мери о томе колико светлости ће ући у око када се удари у лук у поређењу са светлошћу коју пропушта фиксни филтер истог радног броја нијансе . Ако превише светла уђе у око за свако пребацивање током дана, акумулирана доза светлосне енергије производи „пролазну адаптацију“ и жалбе на „напрезање очију“ и друге проблеме. (Пролазна адаптација је визуелно искуство изазвано изненадним променама у нечијем светлосном окружењу, које може бити окарактерисано нелагодношћу, осећајем изложености одсјају и привременим губитком детаљног вида.) Тренутни производи са брзинама пребацивања реда величине десет милисекунди. боље ће обезбедити адекватну заштиту од фоторетинитиса. Међутим, најкраће време пребацивања — реда 0.1 мс — има предност у смањењу пролазних ефеката прилагођавања (Ериксен 1985; Слинеи 1992).

Заваривачу су доступни једноставни тестови провере осим опсежног лабораторијског испитивања. Неко би могао предложити заваривачу да он или она једноставно погледају страницу детаљне штампе кроз бројне филтере за аутоматско затамњивање. Ово ће дати индикацију оптичког квалитета сваког филтера. Затим, од заваривача се може тражити да покуша да удари лук док га посматра кроз сваки филтер који се разматра за куповину. На срећу, може се ослонити на чињеницу да нивои светлости који су удобни за гледање неће бити опасни. Ефикасност УВ и ИР филтрације треба проверити у спецификацији произвођача да бисте били сигурни да су непотребне траке филтриране. Неколико поновљених удара лука требало би да заваривачу пружи осећај да ли ће се осетити нелагодност због пролазне адаптације, иако би једнодневно испитивање било најбоље.

Број нијансе у стању мировања или квара филтера за аутоматско затамњивање (стање квара настаје када се батерија поквари) треба да обезбеди 100% заштиту за очи заваривача у трајању од најмање једне до неколико секунди. Неки произвођачи користе тамно стање као положај „искључено“, а други користе средњу нијансу између стања тамне и светле нијансе. У оба случаја, пропусност филтера у стању мировања треба да буде знатно нижа од пропустљивости светле нијансе како би се спречила опасност од мрежњаче. У сваком случају, уређај треба да обезбеди јасан и очигледан индикатор за корисника када је филтер искључен или када дође до квара система. Ово ће осигурати да заваривач буде унапред упозорен у случају да филтер није укључен или не ради исправно пре него што заваривање почне. Остале карактеристике, као што су трајање батерије или перформансе под екстремним температурним условима, могу бити од значаја за одређене кориснике.

Закључци

Иако техничке спецификације могу изгледати помало сложене за уређаје који штите око од извора оптичког зрачења, постоје безбедносни стандарди који одређују бројеве нијанси, а ови стандарди обезбеђују конзервативни фактор безбедности за корисника.

 

Назад

Уторак, КСНУМКС март КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Ласери

Ласер је уређај који производи кохерентну електромагнетну енергију зрачења унутар оптичког спектра од екстремног ултраљубичастог до далеког инфрацрвеног (субмилиметарског). Термин ласер је заправо акроним за појачавање светлости стимулисаном емисијом зрачења. Иако је ласерски процес теоретски предвидео Алберт Ајнштајн 1916. године, први успешан ласер је демонстриран тек 1960. Последњих година ласери су пронашли свој пут од истраживачке лабораторије до индустријског, медицинског и канцеларијског окружења, као и градилишта, па чак и домаћинства. У многим апликацијама, као што су плејери видео дискова и комуникациони системи са оптичким влакнима, излазна енергија ласера ​​је затворена, корисник се не суочава са здравственим ризиком, а присуство ласера ​​уграђеног у производ кориснику можда неће бити очигледно. Међутим, у неким медицинским, индустријским или истраживачким апликацијама, енергија зрачења ласера ​​је доступна и може представљати потенцијалну опасност за очи и кожу.

Пошто ласерски процес (понекад се назива „ласинг”) може произвести високо колимирани сноп оптичког зрачења (тј. ултраљубичасту, видљиву или инфрацрвену енергију зрачења), ласер може представљати опасност на значајној удаљености – сасвим за разлику од већине опасности са којима се сусрећу на радном месту. Можда је ова карактеристика више од било чега другог довела до посебне забринутости коју су изразили радници и стручњаци за здравље и безбедност на раду. Ипак, ласери се могу безбедно користити када се примењују одговарајуће контроле опасности. Стандарди за безбедну употребу ласера ​​постоје широм света, а већина је „усаглашена” једни са другима (АНСИ 1993; ИЕЦ 1993). Сви стандарди користе систем класификације опасности, који групише ласерске производе у једну од четири широке класе опасности према излазној снази или енергији ласера ​​и његовој способности да изазове штету. Мере безбедности се затим примењују сразмерно класификацији опасности (Цлеует и Маиер 1980; Дуцхене, Лакеи и Репацхоли 1991).

Ласери раде на дискретним таласним дужинама, и иако је већина ласера ​​монохроматска (емитују једну таласну дужину или једну боју), није неуобичајено да ласер емитује неколико дискретних таласних дужина. На пример, аргонски ласер емитује неколико различитих линија у блиском ултраљубичастом и видљивом спектру, али је генерално дизајниран да емитује само једну зелену линију (таласну дужину) на 514.5 нм и/или плаву линију на 488 нм. Када се разматрају потенцијалне опасности по здравље, увек је кључно утврдити излазну таласну дужину(е).

Сви ласери имају три основна градивна блока:

  1. активни медијум (чврста материја, течност или гас) који дефинише могуће таласне дужине емисије
  2. извор енергије (нпр. електрична струја, лампа пумпе или хемијска реакција)
  3. резонантна шупљина са излазним спојником (обично два огледала).

 

Већина практичних ласерских система ван истраживачке лабораторије такође има систем за испоруку зрака, као што је оптичко влакно или зглобна рука са огледалима за усмеравање зрака на радну станицу, и сочива за фокусирање за концентрисање зрака на материјал који се завари, итд. У ласеру, идентични атоми или молекули се доводе у побуђено стање енергијом која се испоручује из лампе пумпе. Када су атоми или молекули у побуђеном стању, фотон („честица“ светлосне енергије) може стимулисати побуђени атом или молекул да емитује други фотон исте енергије (таласне дужине) који путује у фази (кохерентно) иу истој правац као стимулативни фотон. Тако је дошло до појачања светлости за фактор два. Овај исти процес који се понавља у каскади изазива развој светлосног снопа који се рефлектује напред-назад између огледала резонантне шупљине. Пошто је једно од огледала делимично провидно, нешто светлосне енергије напушта резонантну шупљину формирајући емитовани ласерски зрак. Иако су у пракси два паралелна огледала често закривљена да би произвела стабилније резонантно стање, основни принцип важи за све ласере.

Иако је неколико хиљада различитих ласерских линија (тј. дискретних ласерских таласних дужина карактеристичних за различите активне медије) демонстрирано у лабораторији за физику, само 20-ак је комерцијално развијено до тачке у којој се рутински примењују у свакодневној технологији. Развијене су и објављене смернице и стандарди за безбедност ласера ​​који у основи покривају све таласне дужине оптичког спектра како би се омогућиле тренутно познате ласерске линије и будући ласери.

Класификација опасности од ласера

Тренутни стандарди за ласерску безбедност широм света прате праксу категорисања свих ласерских производа у класе опасности. Генерално, шема следи груписање од четири широке класе опасности, од 1 до 4. Ласери класе 1 не могу емитовати потенцијално опасно ласерско зрачење и не представљају опасност по здравље. Класе 2 до 4 представљају све већу опасност за очи и кожу. Систем класификације је користан јер су мере безбедности прописане за сваку класу ласера. За највише класе потребне су строже мере безбедности.

Класа 1 се сматра „безбедном за очи“, групом без ризика. Већина ласера ​​који су потпуно затворени (на пример, ласерски снимачи компактних дискова) су класе 1. За ласер класе 1 нису потребне мере безбедности.

Класа 2 се односи на видљиве ласере који емитују веома малу снагу која не би била опасна чак и када би цела снага зрака ушла у људско око и била фокусирана на мрежњачу. Природни одговор аверзије ока на гледање извора јаког светла штити око од повреде мрежњаче ако је енергија која улази у око недовољна да оштети мрежњачу у оквиру одговора аверзије. Реакција аверзије се састоји од рефлекса трептања (отприлике 0.16–0.18 секунди) и ротације ока и покрета главе када је изложена тако јаком светлу. Тренутни безбедносни стандарди конзервативно дефинишу реакцију аверзије у трајању од 0.25 секунди. Дакле, ласери класе 2 имају излазну снагу од 1 миливатт (мВ) или мање што одговара дозвољеној граници излагања током 0.25 секунди. Примери ласера ​​класе 2 су ласерски показивачи и неки ласери за поравнање.

Неки безбедносни стандарди такође укључују поткатегорију класе 2, која се назива „Класа 2А“. Ласери класе 2А нису опасни за гледање до 1,000 с (16.7 мин). Већина ласерских скенера који се користе на продајним местима (на благајнама у супер-маркетима) и скенери залиха су класе 2А.

Ласери класе 3 представљају опасност за око, пошто је реакција аверзије недовољно брза да ограничи излагање ретини на тренутно безбедан ниво, а може доћи и до оштећења других структура ока (нпр. рожњаче и сочива). Опасности за кожу обично не постоје у случају случајног излагања. Примери ласера ​​класе 3 су многи истраживачки ласери и војни ласерски даљиномери.

Посебна поткатегорија класе 3 назива се „Класа 3А“ (са преосталим ласерима класе 3 који се називају „Класа 3Б“). Ласери класе 3А су они са излазном снагом између један и пет пута већом од граница приступачне емисије (АЕЛ) за класу 1 или класу 2, али са излазном озраченошћу која не прелази релевантну границу професионалне изложености за нижу класу. Примери су многи инструменти за ласерско поравнање и мерење.

Ласери класе 4 могу представљати потенцијалну опасност од пожара, значајну опасност за кожу или опасност од дифузне рефлексије. Практично сви хируршки ласери и ласери за обраду материјала који се користе за заваривање и сечење су класе 4 ако нису приложени. Сви ласери са просечном излазном снагом већом од 0.5 В су класе 4. Ако је класа 3 или 4 веће снаге потпуно затворена тако да опасна енергија зрачења није доступна, укупан ласерски систем може бити класе 1. Што је опаснији ласер унутар ограђени простор се назива ан уграђени ласер.

Границе професионалне изложености

Међународна комисија за заштиту од нејонизујућег зрачења (ИЦНИРП 1995) објавила је смернице за границе излагања људи ласерском зрачењу које се периодично ажурирају. Репрезентативне границе излагања (ЕЛ) су дате у табели 1 за неколико типичних ласера. Практично сви ласерски зраци прелазе дозвољене границе излагања. Дакле, у стварној пракси, границе изложености се не користе рутински за одређивање мера безбедности. Уместо тога, ласерска класификациона шема — која се заснива на ЕЛ примењеним у реалним условима — се заиста примењује у том циљу.

Табела 1. Границе експозиције за типичне ласере

Тип ласера

Главна таласна дужина(е)

Граница изложености

Аргон флуорид

КСНУМКС нм

3.0 мЈ/цм2 преко 8 х

Ксенон хлорид

КСНУМКС нм

40 мЈ/цм2 преко 8 х

Аргон јон

488, 514.5 нм

3.2 мВ/цм2 за 0.1 с

Бакарна пара

510, 578 нм

2.5 мВ/цм2 за 0.25 с

Хелијум-неон

КСНУМКС нм

1.8 мВ/цм2 за 10 с

Златна пара

КСНУМКС нм

1.0 мВ/цм2 за 10 с

Криптон јон

568, 647 нм

1.0 мВ/цм2 за 10 с

Неодим-ИАГ

КСНУМКС нм
КСНУМКС нм

5.0 μЈ/цм2 за 1 нс до 50 μс
Нема МПЕ за т <1 нс,
5 мВ/цм2 за 10 с

Угљен диоксид

10–6 μм

100 мВ/цм2 за 10 с

Угљен моноксид

≈5 μм

до 8 х, ограничено подручје
10 мВ/цм2 за >10 с
за већи део тела

Сви стандарди/смернице имају МПЕ на другим таласним дужинама и трајању излагања.

Напомена: За претварање МПЕ у мВ/цм2 до мЈ/цм2, помножите са временом експозиције т у секундама. На пример, Хе-Не или Аргон МПЕ на 0.1 с је 0.32 мЈ/цм2.

Извор: АНСИ стандард З-136.1(1993); АЦГИХ ТЛВс (1995) и Дуцхене, Лакеи и Репацхоли (1991).

Стандарди за безбедност ласера

Многе земље су објавиле стандарде за ласерску безбедност, а већина је усклађена са међународним стандардом Међународне електротехничке комисије (ИЕЦ). ИЕЦ стандард 825-1 (1993) се примењује на произвођаче; међутим, он такође пружа неке ограничене безбедносне смернице за кориснике. Горе описана класификација опасности од ласера ​​мора бити означена на свим комерцијалним ласерским производима. Ознака упозорења која одговара класи треба да се појави на свим производима класа 2 до 4.

Безбедносне мере

Ласерски безбедносни систем класификације у великој мери олакшава одређивање одговарајућих безбедносних мера. Стандарди за ласерску безбедност и кодекси праксе рутински захтевају употребу све рестриктивнијих контролних мера за сваку вишу класификацију.

У пракси је увек пожељније потпуно затворити путању ласера ​​и зрака тако да није доступно потенцијално опасно ласерско зрачење. Другим речима, ако се на радном месту користе само ласерски производи класе 1, безбедна употреба је загарантована. Међутим, у многим ситуацијама то једноставно није практично и потребна је обука радника за безбедну употребу и мере контроле опасности.

Осим очигледног правила — не усмеравати ласер у очи особе — за ласерски производ класе 2 нису потребне никакве контролне мере. За ласере виших класа јасно су потребне сигурносне мере.

Ако потпуно затварање ласера ​​класе 3 или 4 није изводљиво, употреба кућишта снопа (нпр. цеви), преграда и оптичких поклопаца може практично елиминисати ризик од опасног излагања ока у већини случајева.

Када кућишта нису изводљива за ласере класе 3 и 4, треба успоставити ласерски контролисан простор са контролисаним уласком, а употреба ласерских штитника за очи је генерално обавезна унутар зоне номиналне опасности (НХЗ) ласерског зрака. Иако у већини истраживачких лабораторија у којима се користе колимирани ласерски зраци, НХЗ обухвата читаву контролисану лабораторијску област, за апликације фокусираног снопа, НХЗ може бити изненађујуће ограничен и не обухвата целу просторију.

Да би се осигурала од злоупотребе и могућих опасних радњи од стране неовлашћених корисника ласера, треба користити кључну контролу која се налази на свим комерцијално произведеним ласерским производима.

Кључ треба да буде осигуран када се ласер не користи, ако људи могу да добију приступ ласеру.

Посебне мере предострожности су потребне током ласерског поравнања и иницијалног постављања, јер је тада могућност озбиљне повреде ока веома велика. Ласерски радници морају бити обучени за безбедне поступке пре постављања и поравнања ласера.

Ласерске заштитне наочаре развијене су након што су успостављене границе професионалне изложености и састављене су спецификације да би се обезбедиле оптичке густине (или ОД, логаритамска мера фактора слабљења) које би биле потребне као функција таласне дужине и трајања експозиције за одређене ласери. Иако у Европи постоје специфични стандарди за ласерску заштиту очију, даље смернице у Сједињеним Државама даје Амерички национални институт за стандарде под ознакама АНСИ З136.1 и АНСИ З136.3.

тренинг

Када се истражују ласерске незгоде у лабораторијским и индустријским ситуацијама, појављује се заједнички елемент: недостатак адекватне обуке. Обука о ласерској безбедности треба да буде одговарајућа и довољна за ласерске операције око којих ће сваки запослени радити. Обука треба да буде специфична за врсту ласера ​​и задатак на који је радник распоређен.

Медицински надзор

Захтеви за медицински надзор радника ласера ​​разликују се од земље до земље у складу са локалним прописима о медицини рада. Некада, када су ласери били ограничени на истраживачку лабораторију и мало се знало о њиховим биолошким ефектима, било је сасвим типично да је сваки ласерски радник повремено добијао детаљан општи офталмолошки преглед са фотографијом фундуса (ретине) како би се пратио статус ока. . Међутим, почетком 1970-их ова пракса је доведена у питање, јер су клинички налази готово увек били негативни и постало је јасно да се оваквим прегледима може идентификовати само акутна повреда која је субјективно уочљива. Ово је навело радну групу СЗО за ласере, која се састала у Дон Леагхреигх-у, Ирска, 1975. године, да препоручи против таквих укључених програма надзора и да нагласи тестирање визуелне функције. Од тог времена, већина националних група здравствене заштите на раду континуирано је смањивала захтеве за лекарским прегледима. Данас су комплетни офталмолошки прегледи универзално потребни само у случају ласерске повреде ока или сумње на прекомерну експозицију, а визуелни скрининг пре постављања је генерално неопходан. У неким земљама могу бити потребни додатни прегледи.

Ласер Меасурементс

За разлику од неких опасности на радном месту, генерално нема потребе да се врше мерења за праћење опасних нивоа ласерског зрачења на радном месту. Због веома ограничених димензија снопа већине ласерских зрака, вероватноће промене путање снопа и потешкоћа и трошкова ласерских радиометара, тренутни безбедносни стандарди наглашавају мере контроле засноване на класи опасности, а не мерењу (надгледању) на радном месту. Произвођач мора да изврши мерења како би се обезбедила усклађеност са стандардима безбедности ласера ​​и правилна класификација опасности. Заиста, једно од првобитних оправдања за ласерску класификацију опасности односило се на велику потешкоћу у извођењу одговарајућих мерења за процену опасности.

Закључци

Иако је ласер релативно нов на радном месту, он брзо постаје свеприсутан, као и програми који се баве безбедношћу ласера. Кључ за безбедну употребу ласера ​​је прво да се огради енергија зрачења ласера ​​ако је икако могуће, али ако није могуће, да се поставе адекватне мере контроле и да се обучи сво особље које ради са ласерима.

 

Назад

Уторак, КСНУМКС март КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Радиофреквентна поља и микроталаси

Радиофреквентна (РФ) електромагнетна енергија и микроталасно зрачење се користе у разним применама у индустрији, трговини, медицини и истраживању, као иу кући. У фреквенцијском опсегу од 3 до 3 к 108 кХз (односно 300 ГХз) лако препознајемо апликације као што су радио и телевизијско емитовање, комуникације (телефон на даљину, мобилни телефон, радио комуникација), радар, диелектрични грејачи, индукциони грејачи, комутирани извори напајања и компјутерски монитори.

РФ зрачење велике снаге је извор топлотне енергије који носи све познате импликације загревања за биолошке системе, укључујући опекотине, привремене и трајне промене у репродукцији, катаракте и смрт. За широк спектар радиофреквенција, кожна перцепција топлоте и термалног бола је непоуздана за детекцију, јер се термални рецептори налазе у кожи и не осећају лако дубоко загревање тела изазвано овим пољима. Ограничења изложености су потребна да би се заштитили од ових штетних здравствених ефеката излагања радиофреквентном пољу.

Професионалну изложеност

Индукцијско гријање

Применом интензивног наизменичног магнетног поља проводни материјал се може загрејати индуковано вртложне струје. Такво грејање се користи за ковање, жарење, лемљење и лемљење. Радне фреквенције се крећу од 50/60 до неколико милиона Хз. Пошто су димензије калемова који производе магнетна поља често мале, ризик од високог нивоа изложености целом телу је мали; међутим, изложеност рукама може бити велика.

Диелектрично грејање

Радиофреквентна енергија од 3 до 50 МХз (првенствено на фреквенцијама од 13.56, 27.12 и 40.68 МХз) користи се у индустрији за различите процесе грејања. Примене обухватају пластично заптивање и утискивање, сушење лепка, обраду тканина и текстила, обраду дрвета и производњу тако разноврсних производа као што су цераде, базени, облоге за водене кревете, ципеле, фасцикле за путне чекове и тако даље.

Мерења наведена у литератури (Ханссон Милд 1980; ИЕЕЕ ЦОМАР 1990а, 1990б, 1991) показују да у многим случајевима електрични и магнетни поља цурења су веома високе у близини ових РФ уређаја. Често су оператери жене у репродуктивном добу (од 18 до 40 година). Поља цурења су често велика у неким ситуацијама на раду, што доводи до излагања целог тела оператера. За многе уређаје, нивои изложености електричном и магнетном пољу премашују све постојеће РФ безбедносне смернице.

Пошто ови уређаји могу довести до веома високе апсорпције РФ енергије, од интереса је контролисати поља цурења која из њих произилазе. Стога, периодично РФ праћење постаје неопходно да би се утврдило да ли постоји проблем излагања.

Комуникациони системи

Радници у областима комуникација и радара су у већини ситуација изложени само јакости поља ниског нивоа. Међутим, изложеност радника који морају да се пењу на ФМ/ТВ торњеве може бити интензивна и неопходне су мере предострожности. Изложеност такође може бити велика у близини ормарића предајника који имају покварене блокаде и отворена врата.

Медицинско излагање

Једна од најранијих примена РФ енергије била је краткоталасна дијатермија. За ово се обично користе незаштићене електроде, што може довести до великих лутајућих поља.

Недавно су РФ поља коришћена у комбинацији са статичким магнетним пољима у магнетна резонанца (МРИ). Пошто је РФ енергија која се користи ниска и поље је скоро у потпуности садржано у кућишту пацијента, изложеност оператерима је занемарљива.

Биолошки ефекти

Специфична стопа апсорпције (САР, мерена у ватима по килограму) се широко користи као дозиметријска величина, а границе излагања се могу извести из САР-ова. САР биолошког тела зависи од параметара изложености као што су фреквенција зрачења, интензитет, поларизација, конфигурација извора зрачења и тела, површине рефлексије и величина тела, облик и електрична својства. Штавише, просторна дистрибуција САР унутар тела је веома неуједначена. Неуједначено депоновање енергије доводи до неуједначеног загревања дубоког тела и може да произведе унутрашње температурне градијенте. На фреквенцијама изнад 10 ГХз, енергија се депонује близу површине тела. Максимални САР се јавља на око 70 МХз за стандардну особу и на око 30 МХз када особа стоји у контакту са РФ земљом. У екстремним условима температуре и влажности, очекује се да ће САР за цело тело од 1 до 4 В/кг на 70 МХз изазвати пораст температуре језгра за око 2 ºЦ код здравих људи за један сат.

РФ загревање је механизам интеракције који је опширно проучаван. Топлотни ефекти су примећени на мање од 1 В/кг, али температурни прагови генерално нису одређени за ове ефекте. Временско-температурни профил се мора узети у обзир при процени биолошких ефеката.

Биолошки ефекти се такође јављају тамо где РФ загревање није ни адекватан ни могући механизам. Ови ефекти често укључују модулисана РФ поља и милиметарске таласне дужине. Предложене су различите хипотезе, али још увек нису дале информације корисне за извођење граница излагања људи. Постоји потреба да се разумеју основни механизми интеракције, пошто није практично истражити свако РФ поље због његових карактеристичних биофизичких и биолошких интеракција.

Студије на људима и животињама показују да РФ поља могу изазвати штетне биолошке ефекте због прекомерног загревања унутрашњих ткива. Сензори топлоте тела налазе се у кожи и не осећају лако загревање дубоко у телу. Због тога радници могу апсорбовати значајне количине РФ енергије, а да нису одмах свесни присуства поља цурења. Било је извештаја да је особље изложено РФ пољима радарске опреме, РФ грејача и заптивача и радио-ТВ торњева искусило осећај загревања неко време након излагања.

Мало је доказа да РФ зрачење може изазвати рак код људи. Ипак, студија је сугерисала да може деловати као промотер рака код животиња (Сзмигиелски ет ал. 1988). Епидемиолошке студије особља које је изложено РФ пољима су малобројне и генерално су ограничене по обиму (Силверман 1990; НЦРП 1986; ВХО 1981). У бившем Совјетском Савезу и источноевропским земљама спроведено је неколико истраживања професионално изложених радника (Робертс и Мицхаелсон 1985). Међутим, ове студије нису коначне у погледу здравствених ефеката.

Људска процена и епидемиолошке студије о оператерима РФ заптивача у Европи (Колмодин-Хедман ет ал. 1988; Бини ет ал. 1986) показују да се могу појавити следећи специфични проблеми:

  • РФ опекотине или опекотине од контакта са термички врућим површинама
  • утрнулост (тј. парестезија) у рукама и прстима; поремећена или измењена тактилна осетљивост
  • иритација ока (вероватно због испарења материјала који садржи винил)
  • значајно загревање и нелагодност у ногама руковаоца (можда због протока струје кроз ноге према земљи).

 

мобилни телефони

Употреба персоналних радиотелефона се убрзано повећава и то је довело до повећања броја базних станица. Они се често налазе на јавним површинама. Међутим, изложеност јавности са ових станица је ниска. Системи обично раде на фреквенцијама близу 900 МХз или 1.8 ГХз користећи аналогну или дигиталну технологију. Слушалице су мали радио предајници мале снаге који се држе у непосредној близини главе када се користе. Део енергије која се емитује из антене апсорбује глава. Нумерички прорачуни и мерења у фантомским главама показују да САР вредности могу бити реда величине неколико В/кг (видети даљу изјаву ИЦНИРП, 1996). Забринутост јавности због опасности по здравље од електромагнетних поља је порасла и неколико истраживачких програма је посвећено овом питању (МцКинлеи ет ал., необјављен извештај). Неколико епидемиолошких студија је у току у вези са употребом мобилних телефона и раком мозга. До сада је објављена само једна студија на животињама (Репацхоли ет ал. 1997) са трансгеним мишевима који су били изложени 1 х дневно током 18 месеци сигналу сличном оном који се користи у дигиталној мобилној комуникацији. До краја експеримената 43 од 101 изложене животиње имале су лимфоме, у поређењу са 22 од 100 у групи лажно изложених. Повећање је било статистички значајно (p > 0.001). Ови резултати се не могу лако протумачити у односу на људско здравље и потребна су даља истраживања о томе.

Стандарди и смернице

Неколико организација и влада је издало стандарде и смернице за заштиту од прекомерног излагања РФ пољима. Преглед светских безбедносних стандарда дали су Грандолфо и Ханссон Милд (1989); дискусија се овде односи само на смернице које су издали ИРПА (1988) и ИЕЕЕ стандард Ц 95.1 1991.

Потпуно образложење за границе излагања радиофреквентним таласима представљено је у ИРПА (1988). Укратко, ИРПА смернице су усвојиле основну граничну САР вредност од 4 В/кг, изнад које се сматра да постоји све већа вероватноћа да се штетне последице по здравље могу појавити као резултат апсорпције РФ енергије. Нису примећени штетни ефекти на здравље услед акутног излагања испод овог нивоа. Укључујући фактор сигурности од десет како би се омогућиле могуће последице дуготрајне изложености, 0.4 В/кг се користи као основна граница за извођење граница изложености за професионалну изложеност. Додатни фактор сигурности од пет је укључен да би се извела ограничења за ширу јавност.

Изведене границе излагања за јачину електричног поља (E), јачина магнетног поља (H) и густину снаге специфицирану у В/м, А/м и В/м2 респективно, приказани су на слици 1. Квадрати од E H поља су усредњена за шест минута, и препоручује се да тренутна експозиција не прелази временско просечне вредности за више од фактора 100. Штавише, струја тело-земља не би требало да пређе 200 мА.

Слика 1. Границе излагања ИРПА (1988) за јачину електричног поља Е, јачину магнетног поља Х и густину снаге

ЕЛФ060Ф1

Стандард Ц 95.1, који је поставио ИЕЕЕ 1991. године, даје граничне вредности за професионалну изложеност (контролисано окружење) од 0.4 В/кг за просечну САР по целом телу особе и 8 В/кг за вршну САР испоручену на било који грам ткива у трајању од 6 минута или више. Одговарајуће вредности за изложеност широј јавности (неконтролисано окружење) су 0.08 В/кг за САР за цело тело и 1.6 В/кг за вршни САР. Струја тело-земља не би требало да прелази 100 мА у контролисаном окружењу и 45 мА у неконтролисаном окружењу. (Погледајте ИЕЕЕ 1991 за више детаља.) Изведена ограничења су приказана на слици 2.

Слика 2. ИЕЕЕ (1991) границе излагања за јачину електричног поља Е, јачину магнетног поља Х и густину снаге

ЕЛФ060Ф2

Додатне информације о радиофреквентним пољима и микроталасима могу се наћи у, на пример, Елдер ет ал. 1989, Греене 1992 и Полк и Постов 1986.

 

Назад

Уторак, КСНУМКС март КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

ВЛФ и ЕЛФ електрична и магнетна поља

Електрична и магнетна поља екстремно ниске фреквенције (ЕЛФ) и веома ниске фреквенције (ВЛФ) обухватају опсег фреквенција изнад статичких (> 0 Хз) поља до 30 кХз. За овај рад ЕЛФ је дефинисан као у опсегу фреквенција > 0 до 300 Хз и ВЛФ у опсегу > 300 Хз до 30 кХз. У опсегу фреквенција > 0 до 30 кХз, таласне дужине варирају од ∞ (бесконачно) до 10 км, тако да електрично и магнетно поље делују суштински независно једно од другог и морају се третирати одвојено. Јачина електричног поља (E) се мери у волтима по метру (В/м), јачина магнетног поља (H) се мери у амперима по метру (А/м) и густином магнетног флукса (B) у тесли (Т).

Радници који користе опрему која ради у овом фреквентном опсегу водили су значајну дебату о могућим штетним ефектима на здравље. Далеко најчешћа фреквенција је 50/60 Хз, која се користи за производњу, дистрибуцију и коришћење електричне енергије. Забринутост да излагање магнетним пољима од 50/60 Хз може бити повезана са повећаном инциденцом рака подстакнута је медијским извештајима, дистрибуцијом дезинформација и текућом научном дебатом (Репацхоли 1990; НРЦ 1996).

Сврха овог чланка је да пружи преглед следећих тематских области:

  • извори, занимања и примене
  • дозиметрија и мерење
  • механизми интеракције и биолошки ефекти
  • проучавања људи и утицаја на здравље
  • заштитне мере
  • стандарди професионалне изложености.

 

Сажети описи су дати да информишу раднике о типовима и јачини поља из главних извора ЕЛФ и ВЛФ, биолошким ефектима, могућим последицама по здравље и тренутним границама изложености. Такође је дат преглед мера предострожности и заштитних мера. Иако многи радници користе јединице за визуелни приказ (ВДУ), у овом чланку су дати само кратки детаљи пошто су они детаљније покривени на другим местима у Енциклопедија.

Велики део овде садржаног материјала може се наћи детаљније у бројним новијим прегледима (ВХО 1984, 1987, 1989, 1993; ИРПА 1990; ИЛО 1993; НРПБ 1992, 1993; ИЕЕЕ 1991; Греене НРЦ 1992; Греене 1996).

Извори професионалне изложености

Нивои професионалне изложености значајно варирају и у великој мери зависе од конкретне примене. Табела 1 даје резиме типичних примена фреквенција у опсегу > 0 до 30 кХз.

Табела 1. Примене опреме која ради у опсегу > 0 до 30 кХз

Фреквенција

таласна дужина (км)

Типичне Апликације

16.67, 50, 60 Хз

КСНУМКС-КСНУМКС

Производња електричне енергије, пренос и употреба, електролитски процеси, индукционо грејање, лучне пећи и пећи са лопатицом, заваривање, транспорт, итд., било која индустријска, комерцијална, медицинска или истраживачка употреба електричне енергије

0.3–3 кХз

КСНУМКС-КСНУМКС

Модулација емитовања, медицинске примене, електричне пећи, индукционо грејање, очвршћавање, лемљење, топљење, рафинирање

3–30 кХз

КСНУМКС-КСНУМКС

Комуникације веома дугог домета, радио навигација, модулација емитовања, медицинске примене, индукционо грејање, очвршћавање, лемљење, топљење, рафинирање, ВДУ

 

Производња и дистрибуција електричне енергије

Главни вештачки извори електричних и магнетних поља од 50/60 Хз су они који су укључени у производњу и дистрибуцију енергије, као и свака опрема која користи електричну струју. Већина такве опреме ради на фреквенцијама снаге од 50 Хз у већини земаља и 60 Хз у Северној Америци. Неки системи електричних возова раде на 16.67 Хз.

Високонапонски (ВН) далеководи и трафостанице повезују са њима најјача електрична поља којима радници могу бити рутински изложени. Висина проводника, геометријска конфигурација, бочна удаљеност од линије и напон далековода су далеко најзначајнији фактори у разматрању максималне јачине електричног поља на нивоу земље. На бочним растојањима од око двоструке висине линије, јачина електричног поља опада са растојањем на приближно линеаран начин (Заффанелла и Дено 1978). Унутар зграда у близини високонапонских далековода, јачине електричног поља су обично ниже од непоремећеног поља за фактор од око 100,000, у зависности од конфигурације зграде и конструктивних материјала.

Јачине магнетног поља из надземних далековода су обично релативно ниске у поређењу са индустријским апликацијама које укључују велике струје. Запослени у електропривредама који раде у трафостаницама или на одржавању далековода под напоном чине посебну групу изложену већим пољима (у неким случајевима од 5 мТ и више). У одсуству феромагнетних материјала, линије магнетног поља формирају концентричне кругове око проводника. Осим геометрије проводника снаге, максимална густина магнетног флукса одређена је само величином струје. Магнетно поље испод ВН далековода је усмерено углавном попречно на осу линије. Максимална густина флукса на нивоу тла може бити испод средишње линије или испод спољних проводника, у зависности од фазног односа између проводника. Максимална густина магнетног флукса на нивоу земље за типичан систем надземних далековода од 500 кВ са двоструким колом је приближно 35 μТ по килоамперу струје која се преноси (Бернхардт и Маттхес 1992). Типичне вредности за густину магнетног флукса до 0.05 мТ јављају се на радним местима у близини надземних водова, у подстаницама и у електранама које раде на фреквенцијама од 16 2/3, 50 или 60 Хз (Краусе 1986).

Индустријски процеси

Професионална изложеност магнетним пољима долази углавном од рада у близини индустријске опреме која користи велике струје. Такви уређаји укључују оне који се користе за заваривање, рафинацију електрошљаке, загревање (пећи, индукциони грејачи) и мешање.

Истраживања индукционих грејача који се користе у индустрији, спроведена у Канади (Стуцхли и Лецуиер 1985), у Пољској (Аниолцзик 1981), у Аустралији (Репацхоли, необјављени подаци) и у Шведској (Ловсунд, Оберг и Нилссон 1982), показују густину магнетног флукса на локације оператера у распону од 0.7 μТ до 6 мТ, у зависности од коришћене фреквенције и удаљености од машине. У свом проучавању магнетних поља индустријског електро-челика и опреме за заваривање, Ловсунд, Оберг и Нилссон (1982) су открили да машине за тачкасто заваривање (50 Хз, 15 до 106 кА) и пећи ливачке (50 Хз, 13 до 15 кА) произведена поља до 10 мТ на растојањима до 1 м. У Аустралији је утврђено да постројење за индукционо грејање које ради у опсегу од 50 Хз до 10 кХз даје максимална поља до 2.5 мТ (индукционе пећи од 50 Хз) на позицијама на којима оператери могу да стоје. Поред тога, максимална поља око индукционих грејача који раде на другим фреквенцијама била су 130 μТ на 1.8 кХз, 25 μТ на 2.8 кХз и већа од 130 μТ на 9.8 кХз.

Пошто су димензије калемова који производе магнетна поља често мале, ретко постоји велика изложеност целом телу, већ локална изложеност углавном рукама. Густина магнетног флукса на рукама оператера може достићи 25 мТ (Ловсунд и Милд 1978; Стуцхли и Лецуиер 1985). У већини случајева густина флукса је мања од 1 мТ. Јачина електричног поља у близини индукционог грејача је обично мала.

Радници у електрохемијској индустрији могу бити изложени високој јачини електричног и магнетног поља због електричних пећи или других уређаја који користе велике струје. На пример, густине магнетног флукса у близини индукционих пећи и индустријских електролитичких ћелија могу се мерити до 50 мТ.

Јединице визуелног приказа

Употреба јединица за визуелни приказ (ВДУ) или терминала за видео дисплеј (ВДТ), како их још називају, расте све већом брзином. Оператери ВДТ-а су изразили забринутост због могућих ефеката емисија ниског нивоа зрачења. Магнетна поља (фреквенција од 15 до 125 кХз) до 0.69 А/м (0.9 μТ) измерена су у најгорим условима близу површине екрана (Буреау оф Радиологицал Хеалтх 1981). Овај резултат је потврђен многим истраживањима (Рои ет ал. 1984; Репацхоли 1985 ИРПА 1988). Свеобухватни прегледи мерења и истраживања ВДТ-а од стране националних агенција и појединачних стручњака закључили су да не постоје емисије зрачења из ВДТ-а које би имале било какве последице по здравље (Репацхоли 1985; ИРПА 1988; ИЛО 1993а). Нема потребе за обављањем рутинских мерења радијације јер, чак иу најгорем случају или условима квара, нивои емисије су знатно испод граница било ког међународног или националног стандарда (ИРПА 1988).

Свеобухватан преглед емисија, сажетак применљиве научне литературе, стандарда и смерница дат је у документу (ИЛО 1993а).

Медицинске апликације

Пацијенти који пате од прелома костију који не зарастају или се не спајају третирани су пулсним магнетним пољима (Басетт, Митцхелл и Гастон 1982; Митбреит и Маниацхин 1984). Такође се спроводе студије о коришћењу импулсних магнетних поља за побољшање зарастања рана и регенерације ткива.

За стимулацију раста костију користе се различити уређаји који генеришу импулсе магнетног поља. Типичан пример је уређај који генерише просечну густину магнетног флукса од око 0.3 мТ, вршну јачину од око 2.5 мТ и индукује вршне јачине електричног поља у кости у опсегу од 0.075 до 0.175 В/м (Басетт, Павлук и Пила 1974). Близу површине изложеног екстремитета, уређај производи вршну густину магнетног флукса реда величине 1.0 мТ изазивајући вршну густину јонске струје од око 10 до 100 мА/м2 (1 до 10 μА/цм2) у ткиву.

Мера

Пре почетка мерења ЕЛФ или ВЛФ поља, важно је добити што више информација о карактеристикама извора и ситуацији изложености. Ове информације су потребне за процену очекиване јачине поља и избор најприкладније инструментације за истраживање (Телл 1983).

Информације о извору треба да садрже:

  • присутне фреквенције, укључујући хармонике
  • снага која се преноси
  • поларизација (оријентација E поље)
  • карактеристике модулације (вршне и просечне вредности)
  • радни циклус, ширина импулса и фреквенција понављања импулса
  • карактеристике антене, као што су тип, појачање, ширина снопа и брзина скенирања.

 

Информације о ситуацији изложености морају укључивати:

  • удаљеност од извора
  • постојање било каквих расутих објеката. Расипање по равним површинама може побољшати E поље за фактор 2. Још веће побољшање може бити резултат закривљених површина, нпр. угаоних рефлектора.

 

Резултати анкета спроведених у професионалним окружењима сумирани су у табели 2.

Табела 2. Професионални извори изложености магнетним пољима

извор

Магнетни флукс
густине (мТ)

Растојање (м)

ВДТс

До 2.8 к 10-КСНУМКС

0.3

ХВ линије

До КСНУМКС

подвући

Електране

До КСНУМКС

1

Лукови заваривања (0–50 Хз)

КСНУМКС-КСНУМКС

КСНУМКС-КСНУМКС

Индукциони грејачи (50–10 кХз)

КСНУМКС-КСНУМКС

КСНУМКС-КСНУМКС

50 Хз Ладле пећ

КСНУМКС-КСНУМКС

КСНУМКС-КСНУМКС

50 Хз лучна пећ

До КСНУМКС

2

10 Хз Индукциона мешалица

КСНУМКС-КСНУМКС

2

50 Хз заваривање електрошљаком

КСНУМКС-КСНУМКС

КСНУМКС-КСНУМКС

Терапеутска опрема

КСНУМКС-КСНУМКС

1

Извор: Аллен 1991; Бернхардт 1988; Краусе 1986; Ловсунд, Оберг и Нилссон 1982; Репацхоли, необјављени подаци; Стуцхли 1986; Стуцхли и Лецуиер 1985, 1989.

инструментација

Инструмент за мерење електричног или магнетног поља састоји се од три основна дела: сонде, проводника и монитора. Да би се обезбедила одговарајућа мерења, следеће карактеристике инструментације су потребне или су пожељне:

  • Сонда мора да реагује само на E поље или на H пољу а не на оба истовремено.
  • Сонда не сме да изазове значајну пертурбацију поља.
  • Водови од сонде до монитора не смеју значајно да ометају поље на сонди, нити да спајају енергију из поља.
  • Фреквенцијски одзив сонде мора да покрије опсег фреквенција потребних за мерење.
  • Ако се користи у реактивном блиском пољу, димензије сензора сонде би пожељно требало да буду мање од четвртине таласне дужине на највишој присутној фреквенцији.
  • Инструмент треба да покаже средњу квадратну (рмс) вредност измереног параметра поља.
  • Време одзива инструмента треба да буде познато. Пожељно је имати време одзива од око 1 секунде или мање, тако да се испрекидана поља лако детектују.
  • Сонда треба да реагује на све поларизационе компоненте поља. Ово се може постићи или инхерентним изотропним одговором, или физичком ротацијом сонде кроз три ортогонална правца.
  • Добра заштита од преоптерећења, рад батерије, преносивост и робусна конструкција су друге пожељне карактеристике.
  • Инструменти дају индикацију једног или више од следећих параметара: просек E поље (В/м) или средњи квадрат E поље (В2/m2); просек H поље (А/м) или средњи квадрат H поље (А2/m2).

 

Анкете

Истраживања се обично спроводе да би се утврдило да ли су поља која постоје на радном месту испод граница које су постављене националним стандардима. Стога особа која врши мерење мора бити у потпуности упозната са овим стандардима.

Све заузете и приступачне локације треба испитати. Оператер опреме која се испитује и геодет треба да буду што је могуће даље од области тестирања. Сви нормално присутни предмети, који могу рефлектовати или апсорбовати енергију, морају бити на свом месту. Геометар треба да предузме мере предострожности против радиофреквентних (РФ) опекотина и удара, посебно у близини система велике снаге и ниске фреквенције.

Механизми интеракције и биолошки ефекти

Механизми интеракције

Једини успостављени механизми помоћу којих ЕЛФ и ВЛФ поља ступају у интеракцију са биолошким системима су:

  • Електрична поља која индукују површински набој на изложеном телу што резултира струјама (мереним у мА/м2) унутар тела чија је величина повезана са површинском густином наелектрисања. У зависности од услова излагања, величине, облика и положаја изложеног тела у пољу, површинска густина наелектрисања може веома да варира, што резултира променљивом и неуједначеном дистрибуцијом струја унутар тела.
  • Магнетна поља такође делују на људе индукујући електрична поља и струје унутар тела.
  • Електрична наелектрисања индукована у проводном објекту (нпр. аутомобилу) изложеном ЕЛФ или ВЛФ електричним пољима могу изазвати пролазак струје кроз особу која је у контакту са њим.
  • Спајање магнетног поља са проводником (на пример, жичаном оградом) узрокује да електричне струје (исте фреквенције као и експонирајуће поље) пролазе кроз тело особе у контакту са њим.
  • Прелазна пражњења (варнице) могу настати када људи и метални предмети изложени јаком електричном пољу дођу у довољно блиску близину.
  • Електрична или магнетна поља могу ометати имплантиране медицинске уређаје (нпр. униполарни срчани пејсмејкери) и узроковати квар уређаја.

 

Прве две горе наведене интеракције су примери директног повезивања између особа и ЕЛФ или ВЛФ поља. Последње четири интеракције су примери индиректних механизама спајања јер се могу јавити само када се изложени организам налази у близини других тела. Ова тела могу укључивати друге људе или животиње и предмете као што су аутомобили, ограде или имплантирани уређаји.

Док су други механизми интеракције између биолошких ткива и ЕЛФ или ВЛФ поља претпостављени или постоје неки докази који подржавају њихово постојање (ВХО 1993; НРПБ 1993; НРЦ 1996), није се показало да ниједан није одговоран за било какве штетне последице по здравље.

Утицаји на здравље

Докази сугеришу да је већина утврђених ефеката излагања електричним и магнетним пољима у опсегу фреквенција > 0 до 30 кХз резултат акутног одговора на површинско наелектрисање и индуковану густину струје. Људи могу да примете ефекте осцилирајућег површинског наелектрисања изазваног на њихова тела ЕЛФ електричним пољима (али не и магнетним пољима); ови ефекти постају досадни ако су довољно интензивни. Резиме ефеката струја које пролазе кроз људско тело (прагови за перцепцију, отпуштање или тетанус) дат је у табели 3.

Табела 3. Дејство струја које пролазе кроз људско тело

дејство

Наслов упита

Праг струје у мА

   

50 и 60 Хз

КСНУМКС Хз

КСНУМКС Хз

КСНУМКС кХз

КСНУМКС кХз

Перцепција

људи

Жене

Деца

1.1

0.7

0.55

1.3

0.9

0.65

2.2

1.5

1.1

15

10

9

50

35

30

Шок прага отпуштања

људи

Жене

Деца

9

6

4.5

11.7

7.8

5.9

16.2

10.8

8.1

55

37

27

126

84

63

Торакална тетанизација;
тешки шок

људи

Жене

Деца

23

15

12

30

20

15

41

27

20.5

94

63

47

320

214

160

Извор: Бернхардт 1988а.

Људске нервне и мишићне ћелије су стимулисане струјама изазваним излагањем магнетним пољима од неколико мТ и 1 до 1.5 кХз; Сматра се да су граничне густине струје изнад 1 А/м2. Треперење визуелних сензација може се изазвати у људском оку излагањем магнетним пољима од око 5 до 10 мТ (на 20 Хз) или електричним струјама директно примењеним на главу. Разматрање ових одговора и резултата неурофизиолошких студија сугерише да суптилне функције централног нервног система, као што су расуђивање или памћење, могу бити под утицајем густине струје изнад 10 мА/м2 (НРПБ 1993). Вредности прага ће вероватно остати константне до око 1 кХз, али ће након тога расти са повећањем фреквенције.

Неколико ин витро студије (СЗО 1993; НРПБ 1993) су пријавиле метаболичке промене, као што су промене у активности ензима и метаболизму протеина и смањена цитотоксичност лимфоцита, у различитим ћелијским линијама изложеним ЕЛФ и ВЛФ електричним пољима и струјама примењеним директно на ћелијску културу. Већина ефеката је пријављена при густини струје између око 10 и 1,000 мА/м2, иако су ови одговори мање јасно дефинисани (Сиенкиевицз, Саундер и Ковалцзук 1991). Међутим, вреди напоменути да су ендогене густине струје настале електричном активношћу нерава и мишића обично чак 1 мА/м2 и може достићи до 10 мА/м2 у срцу. Ове густине струје неће негативно утицати на нервна, мишићна и друга ткива. Такви биолошки ефекти ће се избећи ограничавањем индуковане густине струје на мање од 10 мА/м2 на фреквенцијама до око 1 кХз.

Неколико могућих области биолошке интеракције које имају многе здравствене импликације и о којима је наше знање ограничено укључују: могуће промене ноћног нивоа мелатонина у епифизи и промене циркадијалних ритмова изазваних код животиња излагањем ЕЛФ електричним или магнетним пољима, и могући утицаји ЕЛФ магнетних поља на процесе развоја и карциногенезе. Поред тога, постоје неки докази о биолошким одговорима на веома слаба електрична и магнетна поља: то укључује измењену покретљивост јона калцијума у ​​можданом ткиву, промене у обрасцима покретања неурона и измењено понашање операнда. Пријављени су и „прозори“ амплитуде и фреквенције који оспоравају конвенционалну претпоставку да се величина одговора повећава са повећањем дозе. Ови ефекти нису добро утврђени и не дају основу за успостављање ограничења излагања људи, иако су даља истраживања оправдана (Сиенкиевицз, Саундер и Ковалцзук 1991; ВХО 1993; НРЦ 1996).

Табела 4 даје приближне опсеге индуковане густине струје за различите биолошке ефекте код људи.

Табела 4. Приближни опсези густине струје за различите биолошке ефекте

дејство

Густина струје (мА/м2)

Директна нервна и мишићна стимулација

КСНУМКС-КСНУМКС

Модулација активности централног нервног система
Промене у ћелијском метаболизму ин витро

КСНУМКС-КСНУМКС

Промене у функцији мрежњаче
Вероватне промене у централном нервном систему
Промене у ћелијском метаболизму ин витро


КСНУМКС-КСНУМКС

Ендогена густина струје

КСНУМКС-КСНУМКС

Извор: Сиенкиевицз ет ал. 1991.

Стандарди професионалне изложености

Скоро сви стандарди који имају границе у опсегу > 0-30 кХз имају, као свој разлог, потребу да индукована електрична поља и струје одрже на безбедним нивоима. Обично су густине индуковане струје ограничене на мање од 10 мА/м2. Табела 5 даје резиме неких тренутних граница професионалне изложености.

Табела 5. Професионалне границе изложености електричним и магнетним пољима у опсегу фреквенција > 0 до 30 кХз (имајте на уму да је ф у Хз)

Држава/референца

Фреквенцијски опсег

Електрично поље (В/м)

Магнетно поље (А/м)

Међународни (ИРПА 1990)

КСНУМКС / КСНУМКС Хз

10,000

398

САД (ИЕЕЕ 1991)

3–30 кХз

614

163

САД (АЦГИХ 1993)

1–100 Хз

100–4,000 Хз

4–30 кХз

25,000

КСНУМКС КСНУМКС х6/f

625

60/f

60/f

60/f

Немачка (КСНУМКС)

КСНУМКС / КСНУМКС Хз

10,000

1,600

УК (НРПБ 1993)

1–24 Хз

24–600 Хз

600–1,000 Хз

1–30 кХз

25,000

КСНУМКС КСНУМКС х5/f

1,000

1,000

64,000/f

64,000/f

64,000/f

64

 

Заштитне мере

Професионалне експозиције које се јављају у близини високонапонских далековода зависе од локације радника било на тлу или на проводнику током рада под напоном на високом потенцијалу. Приликом рада под напоном, заштитна одећа се може користити за смањење јачине електричног поља и густине струје у телу на вредности сличне онима које би се јавиле за рад на земљи. Заштитна одећа не слаби утицај магнетног поља.

Одговорности за заштиту радника и шире јавности од потенцијално штетних ефеката изложености ЕЛФ или ВЛФ електричним и магнетним пољима треба јасно да буду додељене. Препоручује се да надлежни органи размотре следеће кораке:

  • развој и усвајање граница изложености и спровођење програма усклађености
  • развој техничких стандарда за смањење осетљивости на електромагнетне сметње, на пример, за пејсмејкере
  • развој стандарда који дефинишу зоне са ограниченим приступом око извора јаких електричних и магнетних поља због електромагнетних сметњи (нпр. за пејсмејкере и друге имплантиране уређаје). Треба размотрити употребу одговарајућих знакова упозорења.
  • захтев посебног додељивања особе одговорне за безбедност радника и јавности на свакој локацији са високим потенцијалом изложености
  • развој стандардизованих мерних процедура и техника снимања
  • захтеви за едукацију радника о ефектима излагања ЕЛФ или ВЛФ електричним и магнетним пољима и мерама и правилима који су осмишљени да их заштите
  • израда смерница или кодекса праксе за безбедност радника у ЕЛФ или ВЛФ електричним и магнетним пољима. ИЛО (1993а) даје одличне смернице за такав кодекс.

 

Назад

Уторак, КСНУМКС март КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Статичка електрична и магнетна поља

И наше природно и наше вештачко окружење генеришу електричне и магнетне силе различитих величина - на отвореном, у канцеларијама, у домаћинствима и на индустријским радним местима. Ово поставља два важна питања: (1) да ли ова изложеност изазива било какве штетне ефекте по људско здравље и (2) које границе се могу поставити у покушају да се дефинишу „сигурне” границе такве изложености?

Ова дискусија се фокусира на статичка електрична и магнетна поља. Описане су студије на радницима у различитим индустријама, а такође и на животињама, које не успевају да покажу никакве јасне штетне биолошке ефекте на нивоима изложености електричним и магнетним пољима на које се обично среће. Ипак, покушавају се разговарати о напорима бројних међународних организација да поставе смјернице за заштиту радника и других од сваког могућег опасног нивоа изложености.

Значење израза

Када се напон или електрична струја примени на објекат као што је електрични проводник, проводник постаје наелектрисан и силе почињу да делују на друга наелектрисања у близини. Могу се разликовати две врсте сила: оне које произилазе из стационарних електричних наелектрисања, познате као електростатичка сила, и оне које се појављују само када се наелектрисања крећу (као у електричној струји у проводнику), познате као магнетна сила. Да би описали постојање и просторну дистрибуцију ових сила, физичари и математичари су створили концепт поље. Тако се говори о пољу силе, или једноставно, о електричним и магнетним пољима.

Термин статички описује ситуацију у којој су сва наелектрисања фиксирана у простору, или се крећу као сталан ток. Као резултат, и наелектрисања и густине струје су константне у времену. У случају фиксних наелектрисања имамо електрично поље чија јачина у било којој тачки простора зависи од вредности и геометрије свих наелектрисања. У случају стабилне струје у колу, имамо и електрично и магнетно поље константно у времену (статичка поља), пошто густина наелектрисања у било којој тачки кола не варира.

Електрицитет и магнетизам су различите појаве све док су наелектрисања и струја статични; свака међуповезаност између електричног и магнетног поља нестаје у овој статичкој ситуацији и стога се могу третирати одвојено (за разлику од ситуације у временски променљивим пољима). Статичка електрична и магнетна поља се јасно карактеришу стабилним, временски независним јачинама и одговарају граници нулте фреквенције у опсегу екстремно ниске фреквенције (ЕЛФ).

Статичка електрична поља

Природна и професионална изложеност

Статичка електрична поља производе електрично наелектрисана тела где се електрични набој индукује на површини објекта унутар статичког електричног поља. Као последица тога, електрично поље на површини објекта, посебно тамо где је полупречник мали, на пример у тачки, може бити веће од непоремећеног електричног поља (тј. поља без присутног објекта). Поље унутар објекта може бити веома мало или нула. Електрично наелектрисани објекти доживљавају електрична поља као силу; на пример, сила ће бити примењена на длаке на телу, што појединац може приметити.

У просеку, површински набој Земље је негативан, док горњи слој атмосфере носи позитивно наелектрисање. Настало статичко електрично поље у близини земљине површине има јачину од око 130 В/м. Ово поље опада са висином, а његова вредност је око 100 В/м на 100 м надморске висине, 45 В/м на 1 км и мања од 1 В/м на 20 км. Стварне вредности варирају у великој мери, у зависности од локалне температуре и профила влажности и присуства јонизованих загађивача. Испод грмљавинских облака, на пример, чак и када се грмљавински облаци приближавају, велике варијације поља се јављају на нивоу тла, јер је обично доњи део облака негативно наелектрисан док горњи део садржи позитивно наелектрисање. Поред тога, између облака и земље постоји просторни набој. Како се облак приближава, поље на нивоу земље може се прво повећати, а затим преокренути, при чему тло постаје позитивно наелектрисано. Током овог процеса, поља од 100 В/м до 3 кВ/м могу се посматрати чак иу одсуству локалне муње; преокрети поља се могу десити веома брзо, у року од 1 мин, а велике јачине поља могу да опстану током трајања олује. Обични облаци, као и грмљавински облаци, садрже електрична наелектрисања и стога дубоко утичу на електрично поље на нивоу земље. Велика одступања од поља за лепо време, до 200%, такође се могу очекивати у присуству магле, кише и природних малих и великих јона. Промене електричног поља током дневног циклуса могу се очекивати чак и по потпуно лепом времену: прилично редовне промене локалне јонизације, температуре или влажности и резултирајуће промене атмосферске електричне проводљивости у близини земље, као и механички пренос наелектрисања локалним кретањем ваздуха, вероватно су одговорни за ове дневне варијације.

Типични нивои електростатичких поља које је створио човек су у опсегу од 1 до 20 кВ/м у канцеларијама и домаћинствима; ова поља се често генеришу око високонапонске опреме, као што су телевизори и јединице за видео приказ (ВДУ), или трењем. Преносне линије једносмерне струје (ДЦ) генеришу и статичка електрична и магнетна поља и економично су средство за дистрибуцију енергије када су укључене велике удаљености.

Статичка електрична поља се широко користе у индустријама као што су хемикалије, текстил, ваздухопловство, папир и гума, као и у транспорту.

Биолошки ефекти

Експерименталне студије пружају мало биолошких доказа који би указивали на било какав негативан ефекат статичких електричних поља на људско здравље. Чини се да неколико студија на животињама које су спроведене такође нису дале никакве податке који би подржавали штетне ефекте на генетику, раст тумора или на ендокрини или кардиоваскуларни систем. (Табела 1 сумира ове студије на животињама.)

Табела 1. Студије на животињама изложеним статичким електричним пољима

Биолошке крајње тачке

Пријављени ефекти

Услови излагања

Хематологија и имунологија

Промене у фракцијама албумина и глобулина серумских протеина код пацова.
Одговори нису доследни

Нема значајних разлика у броју крвних зрнаца, протеинима у крви или крви
хемија код мишева

Континуирано излагање пољима између 2.8 и 19.7 кВ/м
од 22 до 52 дана старости

Излагање напону од 340 кВ/м током 22 х дневно за укупно 5,000 х

Нервни систем

Индукција значајних промена уочених у ЕЕГ-овима пацова. Међутим, нема јасне индикације доследног одговора

Нема значајних промена у концентрацијама и стопама искоришћења
различити неуротрансмитери у мозгу мужјака пацова

Излагање јачини електричног поља до 10 кВ/м

Излагање пољу од 3 кВ/м до 66 х

Понашање

Недавне, добро спроведене студије које сугеришу да нема ефекта на глодаре
понашање

Производња дозно-зависног понашања избегавања код мужјака пацова, без утицаја ваздушних јона

Излагање јачини поља до 12 кВ/м

Изложеност ХВД електричним пољима у распону од 55 до 80 кВ/м

Репродукција и развој

Нема значајних разлика у укупном броју потомака нити у
проценат преживљавања код мишева

Излагање 340 кВ/м током 22 х/дан пре, током и после
гестација

 

Не ин витро спроведене су студије како би се проценио ефекат излагања ћелија статичким електричним пољима.

Теоријски прорачуни сугеришу да ће статичко електрично поље индуковати наелектрисање на површини изложених људи, што се може приметити ако се испразни на уземљени објекат. При довољно високом напону, ваздух ће јонизовати и постати способан да спроведе електричну струју између, на пример, наелектрисаног објекта и уземљене особе. Тхе напона пробоја зависи од низа фактора, укључујући облик наелектрисаног објекта и атмосферске услове. Типичне вредности одговарајућих јачина електричног поља крећу се између 500 и 1,200 кВ/м.

Извештаји из неких земаља указују на то да је велики број оператера ВДУ искусио кожне поремећаје, али је тачна веза између њих и рада ВДУ-а нејасна. Статичка електрична поља на радним местима ВДУ су предложена као могући узрок ових поремећаја коже, а могуће је да електростатичко наелектрисање оператера може бити релевантан фактор. Међутим, сваки однос између електростатичких поља и поремећаја коже и даље се мора сматрати хипотетичким на основу доступних истраживачких доказа.

Мерења, превенција, стандарди изложености

Мерење јачине статичког електричног поља може се свести на мерење напона или електричних наелектрисања. Комерцијално је доступно неколико електростатичких волтметара који омогућавају прецизна мерења електростатичких или других извора високе импедансе без физичког контакта. Неки користе електростатички чопер за мали помак и негативну повратну везу за тачност и неосетљивост на размаку између сонде и површине. У неким случајевима електростатичка електрода „гледа“ на површину која се мери кроз малу рупу на дну склопа сонде. Исечени АЦ сигнал индукован на овој електроди је пропорционалан диференцијалном напону између површине која се мери и склопа сонде. Градијентни адаптери се такође користе као прибор за електростатичке волтметре и дозвољавају њихову употребу као мерача јачине електростатичког поља; могуће је директно очитавање у волтима по метру размака између површине која се тестира и уземљене плоче адаптера.

Не постоје добри подаци који могу послужити као смернице за постављање основних граница излагања људи статичким електричним пољима. У принципу, граница излагања се може извести из минималног пробојног напона за ваздух; међутим, јачина поља коју особа доживљава унутар статичког електричног поља варира у зависности од оријентације и облика тела, и то се мора узети у обзир у покушају да се дође до одговарајуће границе.

Граничне вредности прага (ТЛВ) су препоручене од стране Америчке конференције владиних индустријских хигијеничара (АЦГИХ 1995). Ове ТЛВ се односе на максималну јачину статичког електричног поља незаштићеног радног места, што представља услове под којима скоро сви радници могу бити изложени више пута без штетних ефеката на здравље. Према АЦГИХ, професионална изложеност не би требало да прелази јачину статичког електричног поља од 25 кВ/м. Ову вредност треба користити као водич у контроли изложености и, због индивидуалне осетљивости, не треба је сматрати јасном линијом између безбедног и опасног нивоа. (Ово ограничење се односи на јачину поља присутну у ваздуху, далеко од површина проводника, где варничење и контактне струје могу представљати значајну опасност, и намењено је и за делимично излагање тела и за цело тело.) елиминисати неуземљене предмете, уземљити такве предмете или користити изоловане рукавице када се мора руковати неуземљеним предметима. Разборитост налаже употребу заштитних средстава (нпр. одела, рукавица и изолације) у свим пољима која прелазе 15 кВ/м.

Према АЦГИХ-у, садашње информације о људским одговорима и могућим здравственим ефектима статичких електричних поља нису довољне да би се установио поуздан ТЛВ за временско пондерисану просечну изложеност. Препоручује се да, због недостатка специфичних информација од произвођача о електромагнетним сметњама, изложеност корисника пејсмејкера ​​и других медицинских електронских уређаја треба да се одржава на или испод 1 кВ/м.

У Немачкој, према ДИН стандарду, професионална изложеност не би требало да прелази јачину статичког електричног поља од 40 кВ/м. За кратка излагања (до два сата дневно) дозвољена је виша граница од 60 кВ/м.

Године 1993. Национални одбор за радиолошку заштиту (НРПБ 1993) дао је савете у вези са одговарајућим ограничењима излагања људи електромагнетним пољима и зрачењу. Ово укључује и статичка електрична и магнетна поља. У НРПБ документу су дати нивои истраживања ради поређења вредности измерених величина поља како би се утврдило да ли је постигнута усклађеност са основним ограничењима. Ако поље коме је лице изложено прелази релевантни ниво истраживања, мора се проверити усклађеност са основним ограничењима. Фактори који се могу узети у обзир у таквој процени укључују, на пример, ефикасност спајања особе са пољем, просторну дистрибуцију поља по запремини коју особа заузима и трајање излагања.

Према НРПБ-у није могуће препоручити основна ограничења за избегавање директних ефеката излагања људи статичким електричним пољима; дато је упутство да се избегну досадни ефекти директног опажања површинског електричног набоја и индиректни ефекти као што је струјни удар. За већину људи, досадна перцепција површинског електричног набоја, који делује директно на тело, неће се појавити током излагања статичком електричном пољу јачине мање од око 25 кВ/м, односно исте јачине поља коју препоручује АЦГИХ. Да би се избегла варничења (индиректни ефекти) која изазивају стрес, НРПБ препоручује да се ДЦ контактне струје ограниче на мање од 2 мА. Струјни удар од извора ниске импедансе може се спречити праћењем утврђених процедура електричне безбедности које су релевантне за такву опрему.

Статичка магнетна поља

Природна и професионална изложеност

Тело је релативно провидно за статична магнетна поља; таква поља ће директно комуницирати са магнетно анизотропним материјалима (показујући својства са различитим вредностима када се мере дуж оса у различитим правцима) и покретним наелектрисањем.

Природно магнетно поље је збир унутрашњег поља због тога што земља делује као трајни магнет и спољашњег поља створеног у околини од фактора као што су сунчева активност или атмосфера. Унутрашње магнетно поље земље потиче од електричне струје која тече у горњем слоју Земљиног језгра. Постоје значајне локалне разлике у јачини овог поља, чија просечна магнитуда варира од око 28 А/м на екватору (што одговара густини магнетног флукса од око 35 мТ у немагнетном материјалу као што је ваздух) до око 56 А /м преко геомагнетних полова (што одговара око 70 мТ у ваздуху).

Вештачка поља су јача од оних природног порекла за много редова величине. Вештачки извори статичких магнетних поља обухватају све уређаје који садрже жице које воде једносмерну струју, укључујући многе уређаје и опрему у индустрији.

У далеководима једносмерне струје, статичка магнетна поља се производе покретним наелектрисањем (електрична струја) у двожилној линији. За надземни вод, густина магнетног флукса на нивоу тла је око 20 мТ за вод  500 кВ. За подземни далековод закопан на 1.4 м и који носи максималну струју од око 1 кА, максимална густина магнетног флукса је мања од 10 мТ на нивоу земље.

Главне технологије које укључују употребу великих статичких магнетних поља наведене су у табели 2 заједно са њиховим одговарајућим нивоима изложености.

Табела 2. Главне технологије које укључују употребу великих статичких магнетних поља и одговарајући нивои изложености

Процедуре

Нивои изложености

Енергетске технологије

Термонуклеарни фузиони реактори

Рубна поља до 50 мТ у областима доступним особљу.
Испод 0.1 мТ ван реакторске локације

Магнетохидродинамички системи

Приближно 10 мТ на око 50 м; 100 мТ само на удаљености већој од 250 м

Системи за складиштење енергије суперпроводних магнета

Рубна поља до 50 мТ на локацијама доступним оператеру

Суперпроводни генератори и далеководи

Предвиђено је да рубна поља буду мања од 100 мТ

Истраживачки објекти

Мехурасте коморе

Приликом замене филмских касета, поље је око 0.4–0.5 Т у нивоу стопала и око 50 мТ у нивоу главе.

Суперпроводни спектрометри

Око 1 Т на локацијама доступним оператеру

Акцелератори честица

Особље је ретко изложено због искључења из зоне високог зрачења. Изузеци настају само током одржавања

Јединице за одвајање изотопа

Кратка излагања пољима до 50 мТ
Обично су нивои поља мањи од 1 мТ

Индустрија

Производња алуминијума

Нивои до 100 мТ на локацијама доступним оператеру

Електролитички процеси

Средњи и максимални нивои поља од око 10 и 50 мТ, респективно

Производња магнета

2–5 мТ у рукама радника; у опсегу од 300 до 500 мТ на нивоу грудног коша и главе

Медицина

Нуклеарна магнетна резонанца и спектроскопија

Неоклопљени 1-Т магнет производи око 0.5 мТ на 10 м, а неоклопљени 2-Т магнет производи исту експозицију на око 13 м

 

Биолошки ефекти

Докази из експеримената са лабораторијским животињама указују на то да нема значајних ефеката на многе развојне, бихевиоралне и физиолошке факторе процењене на статичким густинама магнетног флукса до 2 Т. Нити студије на мишевима нису показале било какву штету по фетус услед излагања магнетним пољима до 1 Т.

Теоретски, магнетни ефекти могу успорити проток крви у јаком магнетном пољу и довести до пораста крвног притиска. Смањење протока од највише неколико процената могло се очекивати при 5 Т, али није примећено код људи на 1.5 Т, када је испитивано.

Неке студије на радницима укљученим у производњу трајних магнета пријавиле су различите субјективне симптоме и функционалне поремећаје: раздражљивост, умор, главобољу, губитак апетита, брадикардију (успорен рад срца), тахикардију (убрзани рад срца), смањен крвни притисак, измењен ЕЕГ , свраб, пецкање и утрнулост. Међутим, недостатак било какве статистичке анализе или процене утицаја физичких или хемијских опасности на радну средину значајно умањује валидност ових извештаја и отежава њихову евалуацију. Иако су студије неуверљиве, оне сугеришу да су, ако се заиста појаве дугорочни ефекти, веома суптилни; нису пријављени кумулативни бруто ефекти.

Пријављено је да особе изложене густини магнетног флукса од 4Т доживљавају сензорне ефекте повезане са кретањем у пољу, као што су вртоглавица (вртоглавица), осећај мучнине, метални укус и магнетне сензације при померању очију или главе. Међутим, два епидемиолошка истраживања општих здравствених података код радника који су хронично изложени статичким магнетним пољима нису открила значајније здравствене ефекте. Здравствени подаци 320 радника добијени су у постројењима која користе велике електролитичке ћелије за процесе хемијске сепарације где је просечни ниво статичког поља у радном окружењу био 7.6 мТ, а максимално поље 14.6 мТ. Мале промене у броју белих крвних зрнаца, али и даље у границама нормале, откривене су у изложеној групи у поређењу са 186 контрола. Ниједна од уочених пролазних промена крвног притиска или других мерења крви није сматрана индикативном за значајан нежељени ефекат повезан са излагањем магнетном пољу. У другој студији, преваленција болести је процењена међу 792 радника који су били професионално изложени статичким магнетним пољима. Контролну групу чинило је 792 неекспонирана радника који су одговарали старости, раси и социо-економском статусу. Опсег излагања магнетном пољу варирао је од 0.5 мТ за дуго трајање до 2 Т у периодима од неколико сати. Није примећена статистички значајна промена у преваленцији 19 категорија болести у изложеној групи у поређењу са контролом. Није пронађена разлика у преваленцији болести између подгрупе од 198 особа које су биле изложене 0.3 Т или више током периода од једног сата или дуже у поређењу са остатком изложене популације или одговарајућим контролама.

Извештај о радницима у индустрији алуминијума указао је на повећану стопу смртности од леукемије. Иако је ова епидемиолошка студија известила о повећаном ризику од рака код особа које су директно укључене у производњу алуминијума где су радници изложени великим статичким магнетним пољима, тренутно нема јасних доказа који би тачно указивали који су канцерогени фактори у радном окружењу одговорни. Процес који се користи за редукцију алуминијума ствара катран угља, испарљиве смоле, испарења флуорида, оксиде сумпора и угљен-диоксид, а неки од њих могу бити вероватнији кандидати за ефекте који изазивају рак него излагање магнетном пољу.

У студији о француским радницима на алуминијуму, утврђено је да се смртност од рака и морталитет од свих узрока не разликују значајно од оне уочене за општу мушку популацију Француске (Мур ет ал. 1987).

Још један негативан налаз који повезује изложеност магнетном пољу са могућим исходима рака долази из студије групе радника у хлороалкалној фабрици где су једносмерне струје од 100 кА које се користе за електролитичку производњу хлора довеле до густине статичког магнетног флукса, на локацијама радника, у распону од 4 до 29 мТ. Уочена у односу на очекивану инциденцу рака код ових радника током периода од 25 година није показала значајне разлике.

Мерења, превенција и стандарди изложености

Током последњих тридесет година, мерење магнетних поља је доживело значајан развој. Напредак у техникама је омогућио развој нових метода мерења, као и побољшање старих.

Две најпопуларније врсте сонди магнетног поља су заштићена завојница и Холова сонда. Већина комерцијално доступних мерача магнетног поља користи један од њих. Недавно су други полупроводнички уређаји, односно биполарни транзистори и ФЕТ транзистори, предложени као сензори магнетног поља. Оне нуде неке предности у односу на Холове сонде, као што су већа осетљивост, већа просторна резолуција и шири фреквентни одзив.

Принцип технике мерења нуклеарне магнетне резонанце (НМР) је одређивање резонантне фреквенције испитног узорка у магнетном пољу које се мери. То је апсолутно мерење које се може извршити са веома великом тачношћу. Мерни опсег ове методе је од око 10 мТ до 10 Т, без одређених ограничења. У теренским мерењима методом протонске магнетне резонанце, тачност од 10-КСНУМКС лако се добија једноставним апаратом и тачношћу од 10-КСНУМКС може се постићи уз опсежне мере предострожности и префињене опреме. Инхерентни недостатак НМР методе је његово ограничење на поље са малим градијентом и недостатак информација о правцу поља.

Недавно је развијено и неколико личних дозиметара погодних за праћење изложености статичким магнетним пољима.

Мере заштите за индустријску и научну употребу магнетних поља могу се категорисати као мере инжењерског дизајна, коришћење раздаљине и административне контроле. Друга општа категорија мера за контролу опасности, која укључује личну заштитну опрему (нпр. специјалну одећу и маске за лице), не постоји за магнетна поља. Међутим, заштитне мере против потенцијалних опасности од магнетних сметњи са хитном или медицинском електронском опремом и за хируршке и зубне имплантате представљају посебну област забринутости. Механичке силе које се преносе на феромагнетне (гвоздене) имплантате и лабаве предмете у објектима високог поља захтевају да се предузму мере предострожности да се заштите од опасности по здравље и безбедност.

Технике за минимизирање неоправданог излагања магнетним пољима високог интензитета око великих истраживачких и индустријских објеката генерално спадају у четири типа:

    1. удаљеност и време
    2. магнетна заштита
    3. електромагнетне сметње (ЕМИ) и компатибилност
    4. административне мере.

           

          Употреба знакова упозорења и области са посебним приступом за ограничавање изложености особља у близини великих магнетних објеката била је од највеће користи за контролу изложености. Административне контроле попут ових су генерално пожељније од магнетне заштите, које може бити изузетно скупо. Лабави феромагнетни и парамагнетни (било које магнетизирајуће супстанце) објекти могу се претворити у опасне пројектиле када су подвргнути интензивним градијентима магнетног поља. Избегавање ове опасности може се постићи само уклањањем лабавих металних предмета са простора и од особља. Такве предмете као што су маказе, турпије за нокте, шрафцигери и скалпели треба забранити у непосредној близини.

          Најраније смернице за статичко магнетно поље развијене су као незванична препорука у бившем Совјетском Савезу. Клиничка испитивања су била основа за овај стандард, који је сугерисао да јачина статичког магнетног поља на радном месту не би требало да прелази 8 кА/м (10 мТ).

          Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара издала је ТЛВ-ове густине статичког магнетног флукса којима би већина радника могла бити изложена више пута, дан за даном, без штетних ефеката по здравље. Што се тиче електричних поља, ове вредности треба користити као смернице у контроли изложености статичким магнетним пољима, али их не треба посматрати као оштру линију између безбедног и опасног нивоа. Према АЦГИХ, рутинска професионална изложеност не би требало да прелази 60 мТ у просеку по целом телу или 600 мТ до екстремитета на дневној, временски пондерисаној основи. Густина флукса од 2 Т препоручује се као горња вредност. Безбедносне опасности могу постојати од механичких сила које магнетно поље делује на феромагнетне алате и медицинске имплантате.

          Године 1994. Међународна комисија за заштиту од нејонизујућег зрачења (ИЦНИРП 1994) је финализирала и објавила смјернице о границама излагања статичким магнетним пољима. У овим смерницама се прави разлика између граница изложености за раднике и ширу јавност. Границе које препоручује ИЦНИРП за професионалну и општу изложеност статичким магнетним пољима су сумиране у табели 3. Када густине магнетног флукса прелазе 3 мТ, треба предузети мере предострожности како би се спречиле опасности од летећих металних предмета. Аналогне сатове, кредитне картице, магнетне траке и компјутерске дискове може негативно утицати излагање 1 мТ, али се то не сматра безбедносном забринутошћу за људе.

          Табела 3. Границе излагања статичким магнетним пољима које препоручује Међународна комисија за заштиту од нејонизујућег зрачења (ИЦНИРП)

          Карактеристике експозиције

          Густина магнетног тока

          Професионално

          Цео радни дан (просек временски пондерисан)

          200 мТ

          Вредност плафона

          КСНУМКС Т

          Удови

          КСНУМКС Т

          Јавност

          Континуирано излагање

          40 мТ

           

          Повремени приступ јавности посебним објектима где густине магнетног флукса прелазе 40 мТ може бити дозвољен под одговарајуће контролисаним условима, под условом да се не прекорачи одговарајућа граница професионалне изложености.

          ИЦНИРП границе изложености су постављене за хомогено поље. За нехомогена поља (варијације унутар поља), просечна густина магнетног флукса се мора мерити на површини од 100 цм2.

          Према недавном документу НРПБ-а, ограничење акутног излагања на мање од 2 Т ће избећи акутне реакције као што су вртоглавица или мучнина и штетни здравствени ефекти који су резултат срчане аритмије (неправилан рад срца) или оштећене менталне функције. Упркос релативном недостатку доказа из студија изложених популација у вези са могућим дугорочним ефектима високих поља, Одбор сматра да је препоручљиво ограничити дуготрајно, временски пондерисано излагање током 24 сата на мање од 200 мТ (једна десетина од тога намењеног спречавању акутних реакција). Ови нивои су прилично слични онима које препоручује ИЦНИРП; АЦГИХ ТЛВ-ови су нешто нижи.

          Људи са срчаним пејсмејкерима и другим електрично активираним имплантираним уређајима или са феромагнетним имплантатима можда неће бити адекватно заштићени овде наведеним ограничењима. Мало је вероватно да ће већина срчаних пејсмејкера ​​бити погођена излагањем пољима испод 0.5 мТ. Људи са неким феромагнетним имплантатима или електричним активираним уређајима (осим срчаних пејсмејкера) могу бити под утицајем поља изнад неколико мТ.

          Постоје и други сетови смерница које препоручују ограничења професионалне изложености: три од њих се примењују у лабораторијама за физику високих енергија (Станфордски центар за линеарне акцелераторе и Национална лабораторија Лоренса Ливермора у Калифорнији, ЦЕРН акцелераторска лабораторија у Женеви), и привремена смерница у Министарству САД енергије (ДОЕ).

          У Немачкој, према ДИН стандарду, професионална изложеност не би требало да прелази јачину статичког магнетног поља од 60 кА/м (око 75 мТ). Када су изложени само екстремитети, ова граница се поставља на 600 кА/м; границе јачине поља до 150 кА/м су дозвољене за кратке експозиције целог тела (до 5 минута на сат).

           

          Назад

          " ОДРИЦАЊЕ ОД ОДГОВОРНОСТИ: МОР не преузима одговорност за садржај представљен на овом веб порталу који је представљен на било ком другом језику осим енглеског, који је језик који се користи за почетну производњу и рецензију оригиналног садржаја. Одређене статистике нису ажуриране од продукција 4. издања Енциклопедије (1998).“

          Садржај