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