Воздействие лазерного излучения на органы зрения
Основной элемент зрительного аппарата человека - сетчатка глаза - может быть поражена лишь излучением видимого ( от 0.4 мкм ) и ближнего ИК-диапазонов ( до 1.4 мкм ), что объясняется спектральными характеристиками человеческого глаза. При этом хрусталик и глазное яблоко, действуя как дополнительная фокусирующая оптика, существенно повышают концентрацию энергии на сетчатке, что, в свою очередь, на несколько порядков понижает максимально допустимый уровень ( МДУ ) облучения зрачка.
В нашей стране на базе проведенных комплексных исследований и современных представлений о влиянии лазерного излучения на организм человека разработан и утвержден ряд нормативных документов, обеспечивающих безопасную эксплуатацию лазерных изделий. Эти документы устанавливают единую систему обеспечения лазерной безопасности. В такую систему входят: технические средства снижения опасных и вредных производственных факторов, организационные мероприятия, контроль условий труда на лазерных установках. В современной отечественной научно-технической и нормативной литературе дано несколько вариантов классификации лазерных изделий. С позиции обеспечения лазерной безопасности их классифицируют по основным физико-техническим параметрам и степени опасности генерируемого излучения.
В зависимости от конструкции лазера и конкретных условий его эксплуатации обслуживающий его персонал может быть подвержен воздействию опасных и вредных производственных факторов. Уровни опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте не должны превышать значений, установленных по электробезопасности, взрывоопасности, шуму, уровням ионизирующего излучения, концентрации токсических веществ и др.
Степень воздействия лазерного излучения на оператора зависит от физико-технических характеристик лазера — плотности мощности (энергии излучения), длины волны, времени облучения, длительности и периодичности импульсов, площади облучаемой поверхности. Биологический эффект лазерного облучения зависит как от вида воздействия излучения на ткани организма (тепловое, фотохимическое), так и от биологических и физико-химических особенностей самих тканей и органов.
Наиболее опасно лазерное излучение с длиной волны:
380¸1400 нм — для сетчатки глаза,
180¸380 нм и свыше 1400 нм — для передних сред глаза,
180¸105 нм (т.е. во всем рассматриваемом диапазоне) — для кожи.
Гигиенистами выдвинуты требования, в соответствии с которыми, в основу проектирования, разработки и эксплуатации лазерной техники должен быть положен принцип исключения воздействия на человека (кроме лечебных целей) лазерного излучения, как прямого, так и зеркально или диффузно отраженного.
Лазерные изделия по степени опасности генерируемого излучения подразделяют на 4 класса. При этом класс опасности лазерного изделия определяется классом опасности используемого в нем лазера. Классификацию лазеров с точки зрения безопасности проводит предприятие-изготовитель путем сравнения выходных характеристик излучения с предельно допустимыми уровнями (ПДУ) при однократном воздействии. Определяя принадлежность лазерного изделия к тому или иному классу по степени опасности лазерного излучения, необходимо учитывать воздействие прямого или отраженного лазерного пучка на глаза и кожу человека и пространственные характеристики лазерного излучения (при этом различают коллимированное излучение, то есть заключенное в ограниченном телесном угле, и неколлимированное, то есть рассеянное или диффузно отраженное). Использование дополнительных оптических систем не входит в понятие "коллимация", а оговаривается отдельно. Лазерные изделия с точки зрения техники безопасности классифицируют в основном по степени опасности генерируемого излучения. Установлены следующие 4 класса лазеров:
1. Полностью безопасные лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи человека;
2. Лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи или глаз человека коллимированным пучком. В то же время диффузно отраженное излучение лазеров этого класса безопасно как для кожи, так и для глаз;
3. Лазерные устройства, работающие в видимой области спектра и выходное излучение которых представляет опасность при облучении как глаз (коллимированным и диффузно отраженным излучением на расстоянии менее 10 см от отражающей поверхности), так и кожи (только коллимированным пучком);
4. Наиболее опасный — к нему относят лазерные устройства, даже диффузно отраженное излучение которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии менее 10 см.
При определении класса опасности лазерного излучения учитываются три спектральных диапазона.
Таблица 8.1 – Диапазоны лазерного излучения
Класс
опасности
180<l£380 нм
380<l£1400 нм
1400<l£105 нм
лазерного
Диапазон
излучения
I
II
III
1
+
2
3
—
4
Для каждого режима работы лазера и его спектрального диапазона регламентируют предельно допустимый уровень излучения. Нормируемыми параметрами с точки зрения опасности лазерного излучения являются энергия W и мощность P излучения, прошедшего ограничивающую апертуру диаметрами dа=1.1 мм (в спектральных диапазонах I и II) и dа=7 мм (в диапазоне II); энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по ограничивающей апертуре:
H=W/Sa; E=P/Sa , (3.1)
где Sa — площадь ограничивающей апертуры.
Таблица 8.2 - Предельные дозы при однократном воздействии на глаза коллимированного лазерного излучения
Длина волны l, нм
Длительность воздействия t, с
WПДУ, Дж
380<l£600
t£2.3×10-11
2.3×10-11<t£5×10-5
8×10-8
5×10-5<t£1
600<l£750
t£6.5×10-11
6.5×10-11<t£5×10-5
1.6×10-7
750<l£1000
t£2.5×10-10
2.5×10-10<t£5×10-5
4×10-7
1000<l£1400
t£10-9
10-9<t£5×10-5
10-6
Примечания: 1. Длительность воздействия меньше 1 с.
2. Ограничивающая апертура = 7×10-3 м.
Предельно допустимый уровень лазерного излучения устанавливают для двух условий - однократного и хронического облучения. Под хроническим понимают "систематически повторяющееся воздействие, которому подвергаются люди, профессионально связанные с лазерным излучением".
Предельно допустимый уровень при этом определяют как:
1. Уровни лазерного излучения, при которых "существует незначительная вероятность возникновения обратимых отклонений в организме" человека;
2. Уровни излучения, которые "при работе установленной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводят к травме (повреждению), заболеванию или отклонению в состоянии здоровья как самого работающего, так и последующих его поколений".
Предельно допустимый уровень хронического воздействия рассчитывают путем уменьшения в 5¸10 раз ПДУ однократного воздействия.
Размещение лазерных изделий в каждом конкретном случае производится с учётом класса опасности изделий, условий и режима труда персонала, особенностей технологического процесса, подводка коммуникаций.
Требования для класса 3Б:
Расстояние между лазерными изделиями должно обеспечивать безопасные условия труда и удобство эксплуатации, ремонта и обслуживания. Рекомендуется для класса 3Б:
- Со стороны органов управления: при однорядном расположении–1,5 м;
- при двухрядном не менее - 2,0 м;
- c других сторон не менее – 1,0 м;
- траектория прохождения лазерного пучка должна быть заключена в оболочку из несгораемого материала или иметь ограждение, снижающие уровень лазерного излучения к допустимому уровню и исключающие попадание лазерного пучка на зеркальную поверхность. Открытые траектории в зоне возможного нахождения человека должны располагаться значительно выше уровня глаз. Минимальная высота траектории 2,2 м.
- Рабочее место должно быть организовано таким образом, чтобы исключать возможность воздействия на персонал лазерного излучения или чтобы его величина не превышала допустимый уровень для первого класса;
- рабочее место обслуживающего персонала, взаимное расположение всех элементов (органов управления, средств отображения информации и др.) должна обеспечивать рациональность рабочих движений и максимально учитывать энергетические, скоростные, силовые и психофизические возможности человека.
- Следует предусматривать наличие мест для размещения съемных деталей, переносной измерительной аппаратуры, хранения заготовок, готовых изделий.
По степени зашиты персонала от воздействия лазерного излучения условия и характер труда при эксплуатации лазерных изделий независимо от класса изделия подразделяются:
А) оптимальные – исключающие воздействие на персонал лазерного излучения;
Б) допустимые – уровень лазерного излучения, воздействующего на персонал, меньше предельно допустимого уровня.
В) вредные и опасные – уровень лазерного излучения, воздействующего на персонал, превышает предельно допустимый уровень.
Выполнение следующих требований безопасности должно обеспечивать исключение или максимальное уменьшение возможности облучения персонала лазерным излучением, а также воздействия на него других опасных факторов:
- К ремонту, наладке и испытаниям лазерных изделий допускаются лица,
имеющие соответствующую квалификацию и прошедшие инструктаж по
технике безопасности в установленном порядке.
- К работе с лазерными изделиями допускаются лица, достигшие восем-надцати лет, не имеющие медицинских противопоказаний,
прошедшие курс специального обучения в установленном порядке работе
с конкретными лазерными изделиями и аттестацию на группу по охране
труда при работе на электроустановках с соответствующим напряжением.
- При эксплуатации изделий выше класса 2 должно назначаться лицо, ответственное за охрану труда при их эксплуатации.
- Лазерные изделия, находящиеся в эксплуатации, должны подвергаться регулярной профилактической проверке. При проведении профилактической проверки следует обращать особое внимание на безотказность работы всех защитных устройств, надёжность заземления.
8.3 Мероприятия по производственной санитарии
Обоснование вида пайки
В связи с незначительным объемом производства (предполагаемый объем производства составляет 100 штук за год), а также учитывая форму и размеры печатного узла, количество радио элементов на печатной плате устройства, при изготовлении данного блока целесообразно применять ручную пайку. А для обеспечения электробезопасности необходимо применить электропаяльник мощностью 20-40Вт при напряжении питания 36В.
В соответствии со сборочным чертежом волоконнооптического передающего устройства, пайку печатных плат нужно производить припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Химический состав этого припоя приведён в таблице8.3
Таблица 8.3. Химический состав низкотемпературных припоев
Марка припоя
Олово
Свинец
Висмут
Примеси
ПОС-61
60-62%
37,7 –39,7%
нет
0,29%
Пайка в атмосфере обычными припоями производится, обычно, с применением флюсов. В качестве флюсов применяются канифоль, стеарин, их спиртовые растворы, а также флюсы содержащие солянокислый гидразин.
Для пайки выше вышеперечисленными низкотемпературными припоями применим наиболее распространённый и дешёвый смолосодержащий флюс марки ФКСП по ОСТ4.ГО.033.000. Состав флюса:
- 70-60% сосновой канифоли.
- 30-40% спирта этилового.
В качестве моющего средства для удаления остатков флюса применим
смесь бензина и этилового спирта в соотношении 1:1.
Опасные и вредные воздействия, вызванные
процессами пайки
Потенциально опасные и вредные производственные факторы при пайке:
- Запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;
- Наличие инфракрасных излучений;
- Неудовлетворительная освещенность рабочих мест или повышенная яркость;
- Неудовлетворительные метеорологические условия в рабочей зоне;
- Воздействия брызг и капель расплавленного припоя;
- Возможное поражение электрическим током;
- Психофизиологические перегрузки.
Описание биологического действия опасных и вредных веществ находящихся в воздухе рабочей зоны
Процессы пайки сопровождаются загрязнением воздушной среды аэрозолями припоя, флюса, парами различных жидкостей, применяемых для флюса, смывки и растворения лаков.
Находясь в запыленной атмосфере, рабочие подвергаются воздействию пыли и паров. Вредные вещества оседают на кожном покрове, попадают на слизистые оболочки полости рта, глаз, верхних дыхательных путей, заглаты-ваются в пищеварительный тракт, вдыхаются в лёгкие.
Особенно вредны при пайке оловяно-свинцовыми припоями пары свинца. Свинец и его соединения ядовиты. Часть поступившего в организм свинца выводится из него через кишечник и почки, а часть задерживается в костном веществе, мышцах, печени. При неблагоприятных условиях свинец начинает циркулировать в крови, вызывая явления свинцового отравления. Для предотвращения острых заболеваний и профессиональных заболеваний содержание свинца не должно превышать предельно допустимых концентраций. Биологическое действие и предельно допустимые концентрации компонентов входящих в состав используемых припоев приведены в табл.8.4.
Применение флюсов при пайке также оказывает вредное влияние на организм человека. Компоненты входящие в состав флюса, обладают раздражающим, наркотическим действием.
Таблица 8.4. Биологическое действие, класс опасности и ПКД в воздухе рабочей зоны исходных компонентов входящих в состав припоев.
Компонент
Класс опасности
ПКД в воздухе рабочей зоны
Поражение бронхов, вызывает профилактивно-креточную реакцию в легких. При длительном воздействии возможен пневмокониоз.
10мг\
При отравлении наблюдается поражение нервной системы, крови, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы, половой системы, нарушение течения беременности.
0.01мг\
Подобно действию других металлов вызывает угнетение активности ферментов, оказывает эмбриотропное и гонадотропное действие.
__
Достаточно высокую токсичность имеют компоненты, входящие в состав флюса и моющих средств.
Страницы: 1, 2, 3
