— увеличение расстояния от источника излучения;
— экранирование излучения с помощью экранов и биологических защит;
— применение средств индивидуальной защиты.
Если мер защиты временем, расстоянием, количеством недостаточно для снижения уровня излучения до допустимых величин, между источником излучения и защищаемым объектом (человеком) устанавливают защиту (экраны). Мощность дозы уменьшается в экране по экспоненциальному закону:
D = = D0e~°>693d/di/2,
где Dq — мощность поглощенной дозы перед экраном; ц — линейный
коэффициент ослабления; dy2 — толщина половинного ослабления
(толщина материала экрана, ослабляющая мощность излучения в 2 раза); d— толщина экрана. Значения ц, зависят от типа и
энергии излучения и материала экрана, их значения известны и содержатся в справочниках по радиационной безопасности.
В инженерной практике для выбора типа и материала экрана, его толщины используют уже известные расчетно-экспериментальные данные по кратности ослабления излучений различных радионуклидов и энергий, представленные в виде таблиц или графических зависимостей. Выбор материала защитного экрана определяется видом и энергией излучения.
Для защиты от альфа-излучения достаточно 10 см слоя воздуха. При близком расположении от альфа-источника применяют экраны из органического стекла.
Для защиты от бета-излучения рекомендуется использовать материалы с малой атомной массой (алюминий, плексиглас, карболит). Для комплексной защиты от бета- и тормозного гамма-излучения применяют комбинированные двух- и многослойные экраны, у которых со стороны источника излучения устанавливают экран из материала с малой атомной массой, а за ним — с большой атомной массой (свинец, сталь и т.д.).
|
Для защиты от гамма- и рентгеновского излучения, обладающих очень высокой проникающей способностью, применяют материалы с большой атомной массой и плотностью (свинец, вольфрам и др.), а также сталь, железо, бетон, чугун, кирпич. Однако чем меньше атомная масса вещества экрана и чем меньше плотность защитного материала, тем для требуемой кратности ослабления требуется большая толщина экрана.
Для защиты от нейтронного излучения применяют водородо- содержащие вещества: воду, парафин, полиэтилен. Кроме того, нейтронное излучение хорошо поглощается бором, бериллием, кадмием, графитом. Поскольку нейтронные излучения сопровождаются гамма- излучениями, необходимо применять многослойные экраны из различных материалов: свинец—полиэтилен, сталь—вода и водные растворы гидроокисей тяжелых металлов.
Помещения, предназначенные для работы с радиоактивными препаратами, должны быть отдельными, изолированными от других помещений и специально оборудованными. Стены, потолки и двери делают гладкими, не имеющими пор и трещин. Все углы помещения закругляют для облегчения уборки помещения от радиоактивной пыли. Стены покрывают масляной краской на высоту 2 м, а при поступлении в воздушную среду помещения радиоактивных аэрозолей или паров как стены, так и потолки покрывают масляной краской полностью. Помещения оборудуют хорошей приточно-вытяжной вентиляцией, проводят ежедневную влажную уборку.
Конструкции защитных устройств разнообразны, некоторые из них представлены на рис. 8.20.
|
Средства индивидуальной защиты. Для защиты человека от внутреннего облучения при попадании радиоизотопов внутрь организма с
Рис. 8.20. Конструкции устройств для защиты от радиации: а — экран из органического стекла: 1 — смотровое окно; 2 — подставка; б — сейф стационарный стенной защитный: 3 — стальной шкаф; 4 — свинцовая дверь с замком; в — экран настольный передвижной с двумя захватами: 5 — боковые стенки; 6 — передняя стенка; 7 — смотровое окно; 8 — захваты; г — сейф стационарный стенной защитный поворотный: 9 — дверца с замком; 10 — кожух; 11 — указатель; 12 — маховик; 13 — барабан; д — бокс защитный перчаточный на одно рабочее место: 14 — корпус бокса; 15 — перчатки; 16 — смотровое окно; 17 — тягонапоромер; 18 — вытяжной фильтр; 19 — форкамера; 20 — подставка; е — передвижной защитный экран: 21 — смотровое окно; 22 — манипуляторы; 23 — механизм передвижения |
а |
.5 |
вдыхаемым воздухом применяют респираторы (для защиты от радиоактивной пыли), противогазы (для защиты от радиоактивных газов).
При работе с радиоактивными изотопами применяют халаты, комбинезоны, полукомбинезоны из неокрашенной хлопчатобумажной ткани, а также хлопчатобумажные шапочки. При опасности значительного загрязнения помещения радиоактивными изотопами поверх хлопчатобумажной одежды надевают пленочную (нарукавники, брюки, фартук, халат, костюм), покрывающую все тело или места возможного наибольшего загрязнения. В качестве материалов для пленочной одежды применяют пластики, резину и другие материалы, которые легко очищаются от радиоактивных загрязнений. При использовании пленочной одежды в ее конструкции предусматривается принудительная подача воздуха под костюм и нарукавники.
|
При работе с радиоактивными изотопами высокой активности используют перчатки из просвинцованной резины.
При высоких уровнях радиоактивного загрязнения применяют пневмокостюмы из пластических материалов с принудительной подачей чистого воздуха под костюм. Для защиты глаз применяют очки закрытого типа со стеклами, содержащими фосфат вольфрама или свинец. При работе с альфа- и бета-препаратами для защиты лица и глаз используют защитные щитки из оргстекла.
На ноги надевают пленочные туфли или бахилы и чехлы, снимаемые при выходе из загрязненной зоны.
8.9.4. Основные методы и приборы
регистрации ионизирующего излучения
Для регистрации ионизирующего излучения применяют следующие методы: ионизационные, люминесцентные, полупроводниковые, фотоэмульсионные, химические и калориметрические.
Ионизационные методы основаны на способности ионизирующего излучения вызывать ионизацию молекул и атомов газа, твердых и жидких веществ. Наибольшее практическое применение получил метод, основанный на использовании изменения электрической проводимости газов. К основным ионизационным детекторам относятся ионизационные камеры, газоразрядные счетчики (пропорциональные, счетчики Гейгера—Мюллера, искровые и др.). Для регистрации следов движения (треков) отдельных заряженных частиц применяется камера Вильсона.
Люминесцентные методы основаны на способности ионизирующего излучения возбуждать молекулы и атомы среды. Переход молекул и атомов из возбужденного состояния в основное происходит с испусканием света (видимого или ультрафиолетового). Световые вспышки с помощью электронных устройств преобразуются в электрический сигнал, который можно зарегистрировать.
Полупроводниковые детекторы основаны на использовании способности ионизирующего излучения изменять проводимость полупроводников.
Фотоэмульсионные методы основаны на способности ионизирующего излучения вызывать потемнение фотоэмульсии или оставлять треки в фотоматериалах. Эти методы широко используются в дозиметрии для определения индивидуальных доз от р-, у- и нейтронного излучения.
Химические методы основаны на необратимых химических изменениях в некоторых веществах под действием ионизирующих излучений.
Калориметрические методы основаны на том, что ионизирующее излучение несет энергию, которая поглощается веществом и превращается в тепло.
Приборы и установки, используемые для регистрации ионизирующих излучений, подразделяются на следующие основные группы.
Дозиметры— приборы для измерения дозы ионизирующего излучения (экспозиционной, поглощенной, эквивалентной), а также коэффициента качества. В практической деятельности для измерения доз наибольшее распространение получили индивидуальные дозиметры.
Радиометры — приборы, предназначенные для измерения плотности потока ионизирующих излучений, пересчитываемой на величину, характеризующую источники излучений. Радиометры регистрируют а-, Р-, рентгеновское и у-излучение; нейтронное излучение, тяжелые заряженные частицы (два и более излучения).
Универсальные приборы — устройства, совмещающие функции дозиметра и радиометра, радиометра и спектрометра и пр. Эти приборы широко применяются службами дозиметрии и радиационной безопасности, так как они могут совмещать функции нескольких приборов, измеряющих различные виды ионизирующего излучения.
Например, переносной универсальный радиометр типа РУП-1 предназначен для измерения степени загрязненности поверхности а-, р-активными веществами, для определения экспозиционной мощности дозы у-излучения и плотности потоков быстрых и тепловых нейтронов.
Спектрометры ионизирующих излучений— приборы, измеряющие распределение (спектр) величин, характеризующих поле ионизирующих излучений. В зависимости от вида ионизирующего излучения спектрометры подразделяются на а-, Р-, у- и нейтронные, а от применяемого блока детектирования — на полупроводниковые, ионизационные, сцинтилляционные, магнитные.
Сцинтилляционный метод регистрации излучений основан на измерении интенсивности световых вспышек, возникающих в люминесцирующих веществах при прохождении через них ионизирующих излучений. Для регистрации световых вспышек используют фотоэлектронный умножитель с регистрирующей электронной схемой.
Сцинтилляционные счетчики можно применять для измерения числа заряженных частиц, гамма-квантов, быстрых и медленных нейтронов; для измерения мощности дозы от бета-, гамма- и нейтронного излучения; для исследования спектров гамма- и нейтронного излучений. Преимущества метода — высокая эффективность измерения проникающих излучений, малое время высвечивания сцинтилляторов, что позволяет производить измерения с короткоживущими изотопами.
Для измерения достаточно больших мощностей дозы используют калориметрические методы. Эти методы также применяют для определения совместного и раздельного гамма- и нейтронного излучений в ядерных реакторах и ускорителях.
8.10. МИКРОКЛИМАТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей (ГОСТ 12.1.005—88).
Если работа выполняется на открытых площадках, то метеорологические условия определяются климатическим поясом и сезоном года, но и в этом случае в рабочей зоне создается определенный микроклимат.
При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек, условием жизнедеятельности которого является сохранение постоянства температуры тела, испытывает состояние теплового комфорта — важного условия высокой производительности труда и предупреждения заболеваний.
8.10.1. Неблагоприятные метеорологические условия окружающей среды
Неблагоприятные метеорологические условия окружающей среды возникают при отклонении действующих на человека сочетаний температуры, влажности, скорости движения воздуха от оптимальных. Значительное отклонение микроклимата рабочей зоны от оптимального может привести к резкому снижению работоспособности и даже к профессиональным заболеваниям.
Перегрев. При температуре воздуха более 30 °С и значительном тепловом излучении от нагретых поверхностей наступает нарушение терморегуляции организма, что может привести к перегреву организма, особенно если потеря пота в смену приближается к 5 л. Наблюдается нарастающая слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветного восприятия, тошнота, рвота, повышается температура тела. Дыхание и пульс учащаются, артериальное давление вначале возрастает, затем падает. В тяжелых случаях наступает тепловой, а при работе на открытом воздухе — солнечный удар. Возможна судорожная болезнь, являющаяся следствием нарушения водно-солевого баланса и характеризующаяся слабостью, головной болью, резкими судорогами.
Охлаждение. Длительное и сильное воздействие низких температур может вызвать различные неблагоприятные изменения в организме человека. Местное и общее охлаждение организма является причиной многих заболеваний: миозитов, невритов, радикулитов и др., а также простудных заболеваний. В особо тяжелых случаях воздействие; низких температур может привести к обморожениям и даже смерти.
Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров, различают:
— абсолютную (Л) — это масса водяных паров, содержащихся в данный момент в определенном объеме воздуха;
— максимальную (At) — максимально возможное содержание
водяных паров в воздухе при данной температуре (состояние насыщения);
— относительную (В) — определяется отношением абсолютной влажности А к максимальной М и выражается в процентах:
В = (А/М) 100%.
Физиологически оптимальной является относительная влажность в пределах 40...60%. Повышенная влажность воздуха (более 75...85%) в сочетании с низкими температурами оказывает значительное охлаждающее действие, а в сочетании с высокими — способствует перегреванию организма. Относительная влажность менее 25% также неблагоприятна для человека, так как приводит к высыханию слизистых оболочек и снижению защитной деятельности мерцательного эпителия верхних дыхательных путей.
Подвижность воздуха. Человек начинает ощущать движение воздуха при его скорости примерно 0,1 м/с. Легкое движение воздуха при обычных температурах способствует хорошему самочувствию, сдувая обволакивающий человека насыщенный водяными парами и перегретый слой воздуха. В то же время большая скорость движения воздуха, особенно в условиях низких температур, вызывает увеличение теплопотерь конвекцией и испарением и ведет к сильному охлаждению организма. Особенно неблагоприятно действует сильное движение воздуха при работах на открытом воздухе в зимних условиях.
Тепловое излучение свойственно любым телам, температура которых выше абсолютного нуля. Тепловое воздействие облучения на организм человека зависит от длины волны и интенсивности потока излучения, величины облучаемого участка тела, длительности облучения, угла падения лучей, вида одежды человека. Наибольшей проникающей способностью обладают инфракрасные лучи с длиной волны 0,78...1,4 мкм, они вызывают также в организме человека различные биохимические и функциональные изменения.
Источники теплового излучения — работающее технологическое оборудование, источники света, работающие люди. Интенсивность облучения рабочих горячих цехов меняется в широких пределах: от нескольких десятых долей до 5,0...7,0 кВт/м2. При интенсивности облучения более 5,0 кВт/м2 в течение 2...5 мин человек ощущает сильное тепловое воздействие. Интенсивность же теплового облучения на расстоянии 1 м от источника теплоты на горновых площадках доменных печей и у мартеновских печей при открытых заслонках достигает 11,6 кВт/м2.
Допустимый для человека уровень интенсивности теплового облучения на рабочих местах составляет 0,35 кВт/м2 (ГОСТ 12.4.123—83 ССБТ «Средства коллективной защиты от инфракрасных излучений. Общие технические требования»),
8.10.2. Нормирование микроклимата производственной среды
Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений приведены в ГОСТ 12.1.005—88 ССБТ «Общие санитарно- гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и СанПиН 9—80 РБ 98 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».
Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:
— температура воздуха, °С;
— температура поверхностей, °С;
— относительная влажность воздуха, %;
— скорость движения воздуха, м/с;
— интенсивность теплового облучения от нагретых поверхностей оборудования и открытых источников, Вт/м2.
Температура наружных поверхностей технологического оборудования, ограждающих устройств, с которыми соприкасается в процессе труда человек, не должна превышать 45 °С.
В зависимости от общих энергозатрат организма существует разграничение работ по категориям (табл. 8.14).
Таблица 8.14 Энергозатраты организма человека в зависимости от категории тяжести выполняемых работ
|
Оптимальные и допустимые параметры микроклимата на рабочих местах должны соответствовать величинам, приведенным в табл. 8.15.
Если в производственных помещениях невозможно обеспечить допустимые нормативные величины показателей микроклимата, то условия микроклимата относят к вредным и опасным.
Параметры микроклимата для санитарно-бытовых помещений должны соответствовать значениям, приведенным в Санитарных нормах, а также СНБ 3.02.03—03 «Административные и бытовые здания».
Таблица 8.15 Оптимальные и допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
|
В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата используются защитные мероприятия:
— системы местного кондиционирования воздуха;
— воздушное душирование;
— компенсация неблагоприятного воздействия одного параметра микроклимата изменением другого;
— спецодежда и другие средства индивидуальной защиты;
— помещения для отдыха и обогревания;
— регламентация времени работы (перерывы в работе, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска и др.).
Нормализация микроклимата производственных помещений осуществляется проведением следующих мероприятий:
— рациональным подходом к объемно-планировочным и конструктивным решениям проектирования производственных зданий. Горячие цехи размещают в одноэтажных одно- и двух пролетных зданиях; производственные помещения оборудуют шлюзами, дверные проемы— воздушными завесами для предотвращения проникновения холодного воздуха;
— рациональным размещением оборудования (основные источники теплоты располагают непосредственно под аэрационным фонарем, у наружных стен здания и в один ряд, чтобы тепловые потоки от них не перекрещивались на рабочих местах, охлаждение горячих изделий предусматривают отдельные помещения);
— работой с дистанционным управлением и наблюдением;
— внедрением рациональных технологических процессов и оборудования (замена горячего способа обработки металла холодным, пламенного нагрева — индукционным и т.п.);
— использованием рациональной тепловой изоляции оборудования различными видами теплоизоляционных материалов;
— устройством защиты работающих различными видами экранов и водяными завесами;
— устройством рациональной вентиляции и отопления;
— применением воздушных душей на рабочих местах;
— применением лучистого обогрева постоянных рабочих мест и отдельных участков;
— рациональным чередованием режимов труда и отдыха;
— созданием комнат обогрева для работающих на открытом воздухе в зимних условиях;
— использованием средств индивидуальной защиты: спецодежды, спецобуви, средств защиты рук и головных уборов.
8.10.3. Производственная вентиляция, кондиционирование и отопление
Производственная вентиляция — система устройств, обеспечивающих на рабочих местах микроклимат и чистоту воздушной среды в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями.
Вентиляция удаляет из помещения загрязнения и подает в рабочую зону свежий, чистый воздух, создавая необходимую подвижность воздуха.
По назначению вентиляцию подразделяют на основную и аварийную.
Основная вентиляция предназначена для обеспечения требуемой чистоты воздуха при нормальном режиме технологического процесса.
Аварийную вентиляцию устанавливают в тех помещениях, где возможны внезапные (аварийные) выбросы большого количества вредных веществ (пыли, дыма, паров топлива, смазочных материалов и т.п.).
В зависимости от способа перемещения воздуха различают естественную, искусственную (механическую) и смешанную вентиляции.
Естественная вентиляция (рис. 8.21) осуществляется под воздействием гравитационного давления, возникающего за счет разности плотностей холодного и нагретого воздуха и под действием ветрового давления. Ее можно применять лишь в тех помещениях, где нет выделения вредных веществ или их концентрация не превышает ПДК.
Искусственная вентиляция осуществляется за счет механических побудителей движения воздуха (вентиляторов), она обязательна в помещениях со значительными выделениями вредных веществ.
Смешанная вентиляция сочетает естественную и искусственную.
По направлению потока воздуха вентиляция бывает приточной, вытяжной и приточно-вытяжной, совмещающей приточную и вытяжную вентиляции.
Приточная вентиляция обеспечивает подачу свежего воздуха к рабочему месту. Вытяжная вентиляция предназначена для отсоса загрязненного воздуха от рабочего места.
По месту действия различают общеобменную и местную вентиляции.
Общеобменная вентиляция осуществляет замену воздуха по всему помещению, поэтому она наиболее целесообразна в том случае, когда вредные вещества выделяются равномерно по всему помещению. Общеобменная вытяжная вентиляция обычно применяется при наличии незначительных утечек вредных газов и паров из закрытой аппаратуры, там, где местные отсосы оборудовать невозможно.
Если в помещении имеются ярко выраженные локализованные (местные) источники выделения вредных веществ, то общеобменная вентиляция может привести к их распространению по всему объему помещения и дать отрицательный эффект на других рабочих местах. В этих случаях отдельно или вместе с общеобменной применяют местную вентиляцию. Местная механическая вентиляция может быть приточной и вытяжной.
К местной приточной вентиляции относятся воздушные души, местные оазисы, воздушные завесы.
Воздушное душирование представляет собой подачу на рабочее место воздушной струи заданной температуры и скорости движения горизонтально или сверху под углом (рис. 8.22, а).
\У> м ww w w »r-7h Рис. 8.21. Схема вытяжной естественной канальной вентиляции: 1 — жалюзная решетка; 2 — вертикальный канал; 3 — горизонтальный сборный канал; 4 — вытяжная шахта; 5— дефлектор |
Местный оазис — подача чистого воздуха в нижнюю часть рабочей зоны, отгороженную со всех сторон, кроме верха, мягкими щитами (рис. 8.22, б).
Воздушная завеса — воздушный поток, направленный под углом в створ ворот, дверей для защиты помещения от проникновения в него холодного воздуха. Воздушные завесы могут быть с подачей холодного и подогретого воздуха (до 50 °С для дверей и до 70 °С для ворот), с подачей воздуха снизу, сверху, с одной или двух сторон (рис. 8.22, в).
Местная вытяжная вентиляция используется для удаления вредных веществ непосредственно на месте их образования. Она не только более экономична, но и более эффективна.
Выделяют следующие типы местной вытяжной вентиляции:
1) полностью закрытый кожух, укрывающий источники выделения вредных веществ, из которых отсасывается воздух,— аспира- ционный кожух (рис. 8.23, а);
2) приемники, укрывающие источники выделения вредных веществ, но имеющие рабочие окна для обслуживания,— вытяжные шкафы (рис. 8.23, в);
3) приемники, частично укрывающие источники вредных выделений производственной среды (укрытие шлифовального круга);
Рис. 8.22. Местные приточные вентиляционные устройства: -воздушный душ; б—местный оазис; в — воздушно-тепловая завеса с нижней подачей воздуха |
\\ шг т7т s/, ss/ |
Рис. 8.23. Местные вытяжные устройства: а — аспирационный кожух; б— вытяжной зонд;в— вытяжной шкаф; г— бортовой отсос с ванны |
пЩп |
'ЛУ /Л> '/// '/// ЛУ ЛУ ЛУ W |
4) открытые воздухоприемники (отсосы или иные конструкции), приближенные к источнику поступлений вредных веществ, — вытяжной зонд (рис. 8.23, б) и бортовые отсосы (рис. 8.23, г).
Кондиционирование воздуха. Создание и автоматическое поддержание в закрытых помещениях температуры, влажности, чистоты, скорости движения воздуха в заданных пределах называется кондиционированием.
Его применяют для достижения наиболее комфортных санитарно-гигиенических условий в рабочей зоне или в производственно- технологических целях для поддержания требуемых параметров микроклимата с помощью кондиционеров.
Кондиционеры бывают центральные (на несколько помещений) и местные (на одно помещение), производственные и бытовые. Схема центрального кондиционера приведена на рис. 8.24.
Рис. 8.24. Схема центрального кондиционера: 1 — воздушные заслонки; 2 — воздушный фильтр; 3 — калорифер первого подогрева; 4 — каплеуловители; 5 — форсунки; 6 — калорифер второго подогрева; 7 — вентилятор |
Отопление производственных помещений осуществляется в случае, если температура воздуха на рабочих местах ниже санитарно- гигиенических норм или требований технологического процесса.