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物理因素影响--非电离辐射与电离辐射

时间:2010年06月28日 16:24  来源:互联网  已被浏览3181次  评论0

  非电离辐射系指紫外线、可见光、红外线、激光和射频辐射而言。它们都属于电磁辐射谱中的特定波段。电磁辐射的波谱很宽,按其生物学作用不同可分为电离辐射和非电离辐射。

  电磁辐射以电磁波的形式在空间向四周传播,具有波和粒子的特性。波长短,频率高,该辐射的量子能量大,生物学作用强。当量子能量水平达到12eV以上时可致电离作用而使机体受到严重损害,这种辐射称为电离辐射。红外线量子的能量水平仅为1.55eV,不能使生物组织发生电离。这类不足以导致组织电离的辐射线称为非电离辐射。

  非电离辐射对人体的危害程度,除取决于量子能量水平外,束(流)的强度(功率密度)、辐射能在组织中的吸收程度、单一波长(单色)或宽频谱;相干光或非相干光、光束或场源是扩散的或是点源等因素,都可影响其对机体作用的强弱。

  一、高频电磁场与微波

  高频电磁场与微波统称射频辐射或无线电波,是电磁辐射中量子能量最小、波长最长的频段,波长范围为1mm-3km.

  高频电路周围发生的交变电磁场可相对地划分为近区场和远区场。离开辐射源2D2/λ(D指辐射源门径,λ指波长)的距离作为两区域的分界。近区场又可分为感应近区场与辐射近区场,以离开辐射源λ/2π(近似看成λ/6)为分界距离,小于λ/2π的区域为感应近区场,大于λ/2π小于2D2/λ的区域为辐射近区场。在感应近区场内电场与磁场强度不成一定的比例关系,故电场强度(伏/米,V/m)和磁场强度(安/米;A/m)要分别测量。

  高频振荡电流的频率高达300MHz以上时,作业人员处在远区场内工作,人们受到的是辐射波能的影响。通常把波长1m-1mm的电磁波称作微波,其强度以功率密度来表示,单位为毫瓦/平方厘米(mW/cm2)或微瓦/平方厘米(Μw/cm2)。

  在近区场内电场强度与辐射源距离的立方成反比,磁场强度与距离的平方成反比。在高频作业场所,金属物体的存在及配置情况会影响电磁场的强度和分布。金属是良导体,在电磁场中感应生成高频电流后又在其周围空间形成二次辐射的高频电磁场。因此,进行现场卫生学调查测定中需予以注意。

  (一)接触机会

  1.高频感应加热高频热处理、焊接、冶炼;半导体材料加工,如区域熔炼和外延等。使用频率多为300kHz-30MHz。

  2.高频介质加热加热对象为不良导体,如塑料制品热合,木材;棉纱的烘干,橡胶的硫化等。使用频率为10-30MHz。

  3.微波主要用于雷达导航、探测、通讯、电视及核物理科学研究等。频率一般在3-300GHz之间。微波加热用于木材、纸张、药材、皮革的干燥,食品加工,医学上的理疗等。国际间对微波加热设备均采用2450MHz和9l5MHz的固定额率。

  (二)对机体影响

  较大强度无线电波对机体的主要作用是,引起中枢神经和植物神经的功能障碍。

  临床表现主要为神经衰弱综合征,以头昏、乏力、睡眠障碍、记忆力减退为常见。此外,诉有情绪不稳定、多汗、脱发、消瘦等。较具有特征的是植物神经功能紊乱,主要反映在心血管系统,以副交感神经反应占优势者为多。主要呈现心动过缓、血压下降。但在大强度影响的后阶段,有的则相反呈心动过速、血压波动及高血压的倾向。主诉有心悸、心区疼痛或压迫感。女工常有月经周期紊乱,个别男工有性功能减退的主诉,但未影响生育功能。上述表现,在高频电磁场与微波没有本质上的差别。微波接触者除神经衰弱症状较明显,持续时间较长外,在往伴有其他方面改变。如脑电图检查,有慢波显著增加的现象,脱离接触后大都可以恢复。

  高频电磁场对周围血象一般无影响,而微波可使外周血白细胞总数下降。高额电磁体不影响工人的视力。长期接触大强度微波的部分人员中,可发现晶状体点状或小片状混浊,也有白内障病例的个案报告。实验证实,大强度微波照射可使兔眼发生白内障。促也有否定微波慢性作用对晶状体有影响的报告。一般认为微波能加速晶状体正常老化的过程。

  一般而言,无线电波对机体的作用主要是引起功能性改变,多数人在停止接触后数周或数月可恢复。

  无线电波生物学作用的机理目前还不清楚,有致热效应说与非致热效应说。

  作为一般规律,无线电波的生物学活性随波长的缩短而递增,即微波>超短波>短波>中长波,但在微波波段以厘米波危害最大。场强愈大,作用时间愈长,作用间歇期愈短,对机体影响愈严重。脉冲波对机体的不良影响比连续波严重。辐射强度随着与辐射源距离的加大而迅速递减。

  (三)防护措施

  1.高频电磁场的防护对高频加热设备来说,高频电磁场源有高额振荡管、振荡回路(电容器组和电感线圈)、高频馈线、高频感应线圈或工作电容极板。

  (1)场源的屏蔽:屏蔽就是用金属材料包围场源,以吸收和反射场能,使操作地点电磁场强度减低。屏蔽材料吸收的场能可转为感应电流经接地装置引入地下。

  (2)远距离操作:如操作岗位距场源较远就不一定都要求屏蔽,但在其周围要有明显标志。对一时难以屏蔽的场源,可采用自动或半自动的远距离操作。

  (3)合理的车间布局:高频加热车间要求较一般车间宽敞。各高频机之间需要有一定的距离。安装高频机时,应使场源尽可能远离操作岗位和休息地点。馈线不宜过长,特别是一机多用时,更应充分考虑到场源与作业点的合理布局。

  (4)卫生标准,我国超高频辐射卫生标准(GB10437—89)规定,作业场所超高频辐射一日8小时暴露的容许接触限值:连续波为0.05mw/cm3(14V/m),脉冲波0.025mW/cm2(10V/m)。

  2.微波的防护在工厂装机调试过程中,微波辐射源为磁控管、速调管、调制管,偶有敞开的波导管和发射天线。在使用时,发射天线为主要辐射源,其次是波导管连接处的泄漏。微波加热设备的缝隙,物料出入口可有微波漏出。

  (1)微波辐射能吸收:调试微波机时,需安装功率吸收天线(如等效天线)吸收微波能量,使其不向空间发射。需要在屏蔽小室内调试微波机时,小室内四周上下各面均应敷设微波吸收材料。

  (2)合理配置工作位置:根据微波发射有方向性的特点,工作点应置于辐射强度最小的部位,尽量避免在辐射束的正前方进行工作。

  (3)个体防护用品:一时难以采取其他有效防护措施,短时间作业可穿戴防微波专用的防护衣帽和防护眼镜。

  (4)健康检查:1-2年一次,重点观察眼晶状体的变化,、其次为心血管系统、外周血象及男性生殖功能。

  (5)卫生标准:我国微波辐射卫生标准(GBl0436—89)规定,作业场所微波辐射

  的容许接触限值:连续波,平均功率密度50从μW/cm2,日接触剂量400μW·h/cm2;脉冲波非固定辐射,平均功率密度50μW/cm2,日接触剂量400μW·h/cm2,;脉冲波固定辐射,平均功率密度25μW/cm2:,日接触剂量200μW·h/cm2

  二、红外辐射

  红外辐射即红外线,也称热射线。凡温度0OK(一273℃)以上的物体;都能发射出红外线。物体的温度愈高,辐射强度愈大,其峰值辐射波长愈短(即近红外线成分愈多)。进一步从理论上讲,黑体(理想热辐射体)的温度与其峰值辐射波长的关系可用λmaxT=C表示之,其中T表示绝对温度(OK),λmax表示峰值辐射波长,C为常数,等于2897微米·度。

  (一)接触视会。

  自然界的红外线辐射源以太阳为最强。在生产环境中,加热金属、熔融玻璃、强发光体可成为红外线辐射源。炼钢工、铸锭工、轧钢工、锻纲工、玻璃熔吹工、焊接工等可受到红外线照射;特别是在加料、取样、测温、扒渣等操作时。

  (二)对视肄影响

  红外线照射皮肤时大部分被吸收,只有1.4%左右被反射。较大强度短时间照射,皮肤局部温度升高,血管扩张,出现红斑反应。停止接触后红斑消失。反复照射,局部可出现色素沉着。适量的红外线,对人体无害而有益于健康,过量的照射,除发生皮肤急性灼伤外,特别是近红外(短波红外线)可透入皮下组织,使血液及深部组织加热。此外,红外线对眼睛可发生有害作用。

  1.对角膜的损害吸收大剂量红外辐射可致热损伤,使角膜表皮细胞受到破坏;但接触机会极少,除观看核火球和红外线激光等强光外,一般不会发生。

  2.红外线白内障红外线引起白内障多发生于工龄长的工人。诱发白内障的波段主要是0.8-12μm和1.4-1.6μm。其损害系由于晶状体及其周围组织(如虹膜)吸收辐射能,导致晶状体温度升高之故。最初,患者除自觉视力逐渐减退外,无其他主诉。晶状体开始时表现为后皮质外层有边缘清晰的混浊区,初期呈不规则网状,继而演变成边界不规则的盘状混浊,后循晶体轴方向伸入皮质,或发展为板状混浊,裂隙灯下检查呈金黄色的结晶体光泽。最终晶体全部混浊,与老年性白内障难以区别。此时患者视力显著减退,只可见手动影。一般两眼同时发生,进展缓慢。

  3.视网膜脉络膜灼伤波长小于1rL凹的红外线和可见光可达到视网膜,主要伤害黄斑区。工业上多发生于使用弧光灯、电焊、氧乙炔焊等作业。

  (三)防护措施

  严禁裸眼观看强光源。生产操作中应戴绿色玻片防护镜,镜片中需含有氧化亚铁或其他可有效滤过红外线的成分。

  三、紫外辐射

  波长100-400nm的电磁波称为紫外辐射,亦称紫外线。

  波长短于160nm的紫外线核空气完全吸收。200~320nm波段的紫外线可被眼睛角膜和皮肤的上皮层吸收,能引起皮肤红斑、光敏感作用和角膜结膜炎。

  (一)接触机会

  自然界中的紫外线见于太阳辐射,对人健康起着积极作用。接触过强的紫外线可对机体产生危害,特别是对限晴的损伤,在生产环境中,凡是物体温度达1200℃以上时,辐射光谱中即可出现紫外线。随着物体温度升高,紫外线的波长变短,其强度也增大。冶炼炉(高炉、平炉)炉温在1200-2000℃时,产生的紫外线强度不大,波长在320nm左右。电焊、气焊、电炉炼钢,温度在3000℃时可产生短于290nm的紫外线。乙炔气焊、电焊温度在3200它时,紫外线波长可短于230nm。探照灯、水银石英灯发射的紫外线波长为220~240nm。除上述外,从事碳弧灯和水银灯制版或摄影工作,紫外线灯消毒等工作,亦会受到过量紫外线照射。

  (二)对机体影响

  1.对皮肤的作用不同波长的紫外线为不同深度的皮肤组织所吸收。波长小于220nm的紫外线,几乎全被角化层吸收。波长297nm的紫外线对皮肤作用最强,能引起红斑反应。波长大于3.29nm和小于240nm的紫外线,红斑作用微弱或没有。红斑潜伏期为数小时,色微红,界限分明,在停止照射后数小时至数天内消退i如遭受过强的紫外线照射,可发生弥漫性红斑,有痒感或烧灼感,并可形成小水泡相水肿,此时往往伴有全身症状;如头痛、疲劳、周身不适等:一般在数天内消退;留有色素沉着。

  国外报道,长期接触紫外线可诱发皮肤癌,并已有动物实验证实。

  2.对眼睛的损伤波长在250-320nm的紫外线可引起急性角膜结膜炎,常因电弧光所致,故称为电光性眼炎。对角膜作用最强的波长为288nm。本病多见于电焊辅助工。一般在受照射后6-8小时,常在夜间或清晨发病。潜伏期的长短主要取决于照射剂量,最短为30分钟左右,最长不超过24小时。照射剂量受光源与热源的强度、离辐射源的距离、受照时间等因素的影响。短时间重复照射有累积作用。

  电光性眼炎的临床表现早期、轻症仅有双眼异物感和轻度不适。重症者有眼部烧灼感或剧痛,并伴有高度畏光、流泪和眼脸痉挛。眼部检查见有球结膜充血、水肿、瞳孔缩小、跟脸皮肤潮红。严重时,角膜上皮有点状甚至片状剥脱,滴荧光素着色。若能及时处理,一般在l-2日内即可痊愈,不影响视力。局部使用麻醉剂如潘妥卡因、地卡因等,有镇定、止痛作用。入乳、牛奶滴眼,效果明显。症状较重者可用地卡因软膏徐于结膜褒内。

  (三)防护措施

  采用自动或半自动焊接可增大与辐射源的距离。做好安全卫生知识教育,合理使用防护用品,电焊工与助手操作时密切配合有重要意义。电焊工及其辅助工必须配戴专用的防护面罩、防护眼镜以及适宜的防护手套,不得有裸露皮肤。焊工操作时应使用可移动屏障围住操作区,以免其他工种工人受到紫外线照射。电焊财产生的有害气体和烟尘,宜采用局部排风等措施加以排除。

  四、激光

  激光是本世纪的年代出现的一种新光源,“激光”一词表示“因受激辐射而产生的放大光”。它是一种人造的、特殊类型的非电离辐射。激光具有亮度高、单色性、方向性、相干性好等一系列优异特性,在工业、农业、国防、医疗和科研中得到广泛应用。

  产生激光的装置称为激光器。目前已研制成的激光器有数百种之多。按照工作物质的不同可分为固体激光器(如红宝石激光器)、气体激光器(如二氧化碳、氦氖)、液体激光器(如有机染料溶液)和半导体激光器(如砷化镓)。激光器的工作方式有连续波和脉冲波两种。连续波的输出功率从几毫瓦到几百瓦级,脉冲波峰值功率可高达几百兆瓦级。激光器。发射的波长,既有可见光也有属于红外、紫外波段的。

  (一)接触机会

  工业上用于微型机的焊接、硬金属的钻孔、切割、划线及建筑业等。军事上用于通讯、测距、追踪或制导导弹。科学研究方面用作微量元素分析、等离于研究、热核程序控制、全息技术、大气污染测定和地质测量等。医学上用于眼病、皮肤病治疗及外科手术。

  (二)对机体影响

  1.对眼睛的伤害激光能烧伤生物组织,尤其对视网膜的灼伤为多见。眼睛最容易受到近紫外、近红外和可见光频段激光辐射的损害。因为激光束能通过眼自身的屈光系统在视网膜上聚焦成一个非常小的光斑,使光能高度集中而导致灼伤。处在红外区的激光辐射(如二氧化碳激光)易被表层组织吸收,仅能引起角膜损伤。频率在红外或微波区的激光可披虹照或晶体吸收而造成热损伤,导致虹膜炎或白内障。

  激光对跟睛的损伤,与激光的波长、脉冲宽度、脉冲间隙时间、光束的能量或功率密度、入射角度、光源特性和受照组织特性等因素有关。

  眼瞎受激光照射后,可突然有眩光感,出现视力模糊,或眼前出现固定黑影,甚至视觉丧失。激光对视网膜的损伤是无痛的,易被忽视。如激光束投影不在黄斑区中央凹,病人可毫无自觉症状,往往在体检中波发现。长期经常接受小剂量和漫反射激光的照射,工作人员一般不会发现自己视力的损伤,有时只有—根神经衰弱的主诉,伴有工作后视力疲劳、眼痛等,无特异症状。激光对眼的意外损伤,除个别人发生永久性视力丧失外,多数经治疗后均有不同程度的恢复。

  激光对眼的损伤机理,目前多认为是热作用、直接电场和光化学效应,但尚未完全清楚。

  2.对皮肤的损害激光对皮肤的危害仅次于眼睛。大功率激光器在较大距离即可灼伤皮肤。皮肤损伤的表现为多种形式,从红斑到水泡以至焦化、溃疡、结疤。

  (2)防护措施

  1、安全教育与安全制度参加激光作业的人员需接受激光危害及其安全防护的教育。作业场所应制定安全操作规程,必须确定操作区与危险带,要有醒目的警告标志。对激光进行光学调试时,要先切断电源。工作人员就业前后应作健康捡查,以眼为重点。

  2,防护设施操作室围护结构用吸光材料制成,色调宜稍暗。工作区照明宜充足。室内不得设置和安放能较强反射、折射光束的设备、用具和物件。激光束防光罩应用耐热、防燃、不透光材料制成,它的开启应与光束制动闸、光束放大系统裁断器相连。

  3.个体防护用品穿着防燃工作服,颜色略深可减少反光。防护眼镜使用前必须经专业人员选择、鉴定,并需定期测试其效率。

  4.卫生标准我国作业场所激光辐射卫生标准(GB10435—89)中规定了眼直视激光束的最大容许照射量和激光照射皮肤的最大容许照射量,可参照有关手册。

  五、电离辐射

  电离辐射是一切能弓I起物质电离的辐射的总称。其种类很多,具有卫生学意义的甩离辐射有:电子射线,β射线,β+射线,α射线,质子射线,中子射线,γ射线,X射线。

  (一)接触机体

  1.核工业系统核原料的勘探、开采、冶炼与加工部门:核燃料和反应堆的生产、使用与研究部门。

  2,放射性核素及其制剂的生产、加工和使用部门①生产开放型放射性物质(开放源)以及含有开放源的产品部门。如放射性发光涂料、核医学诊断用放射性试剂等,②生产封闭型放射性物质(封闭源)以及含封闭源的仪器、设备等。如γ射线治疗机、探伤机、辐照装置以及厚度计、液位计等应用封闭源的自动化仪表等。

  3.射线发生器的生产和使用部门包括各种加速器、X线发生器以及一些能将电子加速到5keV以上,伴生x线的电工设备。如电子显微镜、电子束焊机和高压电子管等。对乡镇工业中的放射性作业亦不可忽视。

  (二)对机体影响

  电离辐射过量照射人体可致严重后果。人体受各种电离辐射照射而发生的各种类型和程度的损伤(或疾病)总称为放射性疾病。包括:①全身性放射性疾病,如急、慢性放射病;②局部放射性疾病,如急、慢性放射性皮炎、放射性白内障;②放射性辐射所致远期损伤,如放射线所致白血病。放射性疾病为国家法定职业病。

  电离辐射对人体损伤的生物学作用机理,一般认为可有:①原发作用,即电离辐射直接作用于对生命有重要意义的大分子,如脱氧核糖核酸、核蛋白及酶类,使其发生电离、激发或化学键断裂,引起分子变性和结构破坏。也可以是电离辐射作用于人体的水分子,发生电离或激发,产生大量具有强氧化作用的OH、H02自由基,再同细胞内有机化合物相互作用,引起变性,继而在体内产生一系列生物学效应。②继发作用,是在一系列原发作用基础上,染色体发生畸变,基因移位或脱失而致细胞核分裂抑制,产生病理性核分裂等;酶系统对射线极为敏感,由于酶失去活性也产生一系列病理变化。

  放射性疾病的诊断和处理,国家已制订五个标准:①《外照射急性放射病诊断标准和处理原则》(GB8280—87);②《外照射慢性放射病诊断标准和处理原则》(GB8281—87);②《放射性皮肤病诊断标准和处理原则》(GB8282—87)3④《放射性白内障诊断标准和处理原则》(GB8283—87);⑥《内照射放射病诊断标准和处理原财》(GB8284—87)。

  (三)防护措施

  我国《放射卫生防护基本标准》(GB4792—84)是进行放射防护工作的重要依据,其中包括对放射性工作的基本要求、放射工作人员的剂量限值、公众中个人的剂量限值及放射性物质污染表面的导出限值等。此外,还有许多针对待定放射性工作或放射装置而制定的国家标准。如《医用诊断X线卫生防护标准》(GB8279—87),《磷肥放射性镭—226限量卫生标准》(GB892l—88),《建筑材料放射卫生标准》(GB6566—86)和《核电站放射卫生防护标准》(2BC57001—84)等。

  1.放射卫生防护基本原则

  (1)实践的正当化:任何产生电离辐射的工作都应经过论证,使电离辐射所产生的危害同社会和个人从中获得的利益相比是较小的;如果所获利益不能超过付出的代价(包括健康损害代价和防护费用代价),则不应进行。

  (2)放射防护最优化:应当避免一切不必要的照射,使一切必要的照射保持在合理的并可达到的最低水平。

  (3)个人剂量限制:使个人所受照射不超过规定的限值。

  2.放射卫生防护基本措施虽然从事放射性工作的职业较多,接触电离辐射的种类、程度和方式不同,但影响电离辐射对人体作用的基本因素仍然是电离辐射的质和量两大因素,并与照射方式、接触时间(外照射)或侵入途径(内照射)有重要关系。因此,放射卫生防护的基本措施是:

  (1)控制辐射源的质和量:在不影响应用效果的前提下,尽量减少辐射源的活度(强度)、能量和毒性,以减少受照剂量。

  (2)外照射防护:基本方法有时间防护、距离防护和屏蔽防护三种。

  (3)内照射防护:基本防护方法有围封隔离、除污保洁和个人防护等综合性防护措。

  3.放射卫生防护管理国务院发布的《放射性同位素与射线装置放射防护条例》。是目前我国放射卫生防护管理的重要行政法规。。其中规定,从事放射工作的单位需获得许可,进行登记,并划定放射性工作场所。要定期进行放射卫生防护监测,包括个人剂量监测、工作场所监测、环境监测和电离辐射源监测。做好放射工作人员的健康监护,包活就业前健康检查和就业后的定期健康检查,并建立健康档案。积极开展放射卫生防护知识的宣传教育,特别是在乡镇工业格外重要。(风险世界网-RiskMW.com 专业研究安全风险管理,安全员的门户网站!)

责任编辑:chenli

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