Hałas i promieniowanie, Nauka, Ekologia



0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
Hałas i wibracje w środowisku

Hałas i wibracje są zanieczyszczeniami środowiska przyrodniczego charakteryzującymi się mnogością źródeł i powszechnością występowania. Świadczy o tym fakt, że hałas o ponadnormatywnym poziomie obejmuje 21% powierzchni kraju, oddziaływując na jedną trzecią ludności. Wpływ hałasu na człowieka jest często bagatelizowany, dlatego że skutki oddziaływania hałasu nie są dostrzegalne natychmiast.
Wyniki badań ankietowych wskazują jednak, że w krajach wysoko rozwiniętych narzekania na uciążliwość hałasu i wibracji wysuwają się na pierwsze miejsce. Zgodnie z definicją, hałasem są wszelkie niepożądane, nieprzyjemne, dokuczliwe lub szkodliwe drgania mechaniczne ośrodka sprężystego, działające za pośrednictwem powietrza na organ słuchu i inne zmysły oraz elementy organizmu człowieka. W zależności od częstotliwości drgań wyróżnia się:
a) hałas infradźwiękowy, niesłyszalny, lecz odczuwalny, o częstotliwości drgań niższej od 20 Hz
b) hałas słyszalny o częstotliwości w przedziale 20-20000 Hz
c) hałas ultradźwiękowy, niesłyszalny, ponad 20000 Hz.
Określenie "wibracje" stosuje się do drgań oddziaływujących nie za pośrednictwem powietrza lecz ciał stałych.

Źródła hałasu i wibracji w środowisku

Klasyfikacja źródeł hałasu i wibracji wyróżnia źródła pojedyncze (np. środki komunikacji, transportu i produkcji w obiektach i na zewnątrz) oraz źródła zgrupowane na określonej przestrzeni (drogi, lotniska, dworce, zajezdnie, stacje rozrządowe, obiekty przemysłowe, rozrywkowe, sportowe itp.). Dominujący wpływ na klimat akustyczny środowiska przyrodniczego mają hałasy komunikacyjne. Oprócz właściwości źródeł hałasu, na klimat akustyczny środowiska w dużym stopniu oddziałuje lokalizacja obiektów komunikacyjnych (np. lotnisk) i przemysłowych wraz z prowadzącymi do nich trasami komunikacyjnymi.
Poziomy dźwięku, których źródłem są środki komunikacji drogowej i kolejowej, wynoszą od 75 do 95 dB, w podziale na poszczególne rodzaje pojazdów przedstawia się to następująco :
a) pojazdy jednośladowe 79-87 dB,
b) samochody ciężarowe 83-93 dB,
c) autobusy i ciągniki 85-92 dB,
d) samochody osobowe 75-84 dB,
e) maszyny drogowe i budowlane 75-85 dB,
f) wozy oczyszczania miasta 77-95 dB
Powyższe wartości przekraczają o kilka decybeli wymagania określone dla krajowych producentów przez polską normę. Natomiast dopuszczalne poziomy hałasu, określone dla środowiska innymi przepisami do maksimum 45-60 dB, są przekraczane aż o 12 do 37 dB.
Istotną rolę w kształtowaniu klimatu akustycznego środowiska odgrywa układ dróg w kraju. Średnia krajowa gęstość dróg wynosi około 50 km na 100 km2. Największa gęstość 70 km/100 km2 występuje w województwach południowych, najmniejsza 40 km/ 100 km2 w województwach północno-wschodniej Polski.
Szacuje się, że natężenie ruchu drogowego w ciągu ostatnich pięciu lat wzrosło trzykrotnie. Hałas wywołany ruchem drogowym większy od 60 dB występuje na ponad 60% długości dróg rangi krajowej i aż na 92% długości dróg międzyregionalnych. Fakt, że 25% sieci dróg krajowych przenosi aż 60% ruchu, wskazuje na wyczerpanie przepustowości dróg, czego konsekwencją jest zwiększenie na nich poziomów hałasu do maksimum. Szacuje się, że średniodobowe poziomy hałasu wynoszą:
a) na sieci dróg krajowych 70dB,
b) na sieci dróg kolejowych 69 dB,
c) na terenach przylotniskowych 80-100 dB
d) w otoczeniu zakładów przemysłowych od 50 do 90 dB.
Lotniska stanowią powierzchniowe źródła oddziaływania wielu pojedynczych źródeł hałasu samolotów stojących na płycie z pracującymi silnikami oraz startujących i lądujących. Na uciążliwość lotniska istotny wpływ ma hałaśliwość samolotów oraz intensywność i organizacja ruchu lotniczego na samym lotnisku, w strefie lotów nad lotniskiem, w strefie oczekiwania i w strefie podejścia. Samoloty na trasach wznoszenia i oczekiwania emitują hałas na okoliczne tereny o poziomie 80-110 dB. Hałaśliwość samolotów zależy od ich rozwiązań technicznych oraz od maksymalnej masy startowej. Nowe generacje samolotów są z reguły mniej hałaśliwe od starszych. Nie dotyczy to samolotów wojskowych. O ile obszar narażony na hałas o poziomie 80 dB wynosi dla samolotów starszych typów około 150 km2, to dla samolotów nowych, tzw. drugiej generacji wynosi tylko 35-45km2. Hałas emitowany przez samoloty startujące i lądujące oraz będące w ruchu obejmuje swym zasięgiem nie tylko tereny lotniska, ale czyni nieprzydatnymi do zamieszkania tereny położone od kilku do kilkunastu kilometrów od granicy lotniska zależnie od położenia pasów startowych. Lotniska towarowe są dla mieszkańców szczególnie uciążliwe, ponieważ loty często odbywają się w nocy.


Skutki oddziaływania hałasu i wibracji na człowieka i środowisko naturalne

Społeczne i zdrowotne skutki oddziaływania hałasu i wibracji wyrażają się :
a) szkodliwym działaniem tych zanieczyszczeń na zdrowie ludności;
b) obniżeniem sprawności i chęci działania oraz wydajności pracy;
c) negatywnym wpływem na możliwość komunikowania się;
d) utrudnianiem odbioru sygnałów optycznych;
e) obniżeniem sprawności nauczania;
f) powodowaniem lokalnych napięć i kłótni między ludźmi;
g) zwiększeniem negatywnych uwarunkowań w pracy i komunikacji, powodujących wypadki;
h) rosnącymi liczbami zachorowań na głuchotę zawodową i chorobę wibracyjną.

Hałas i wibracje powodują pogorszenie jakości środowiska przyrodniczego, a w konsekwencji :
a) utratę przez środowisko naturalne istotnej wartości, jaką jest cisza;
b) zmniejszenie (lub utratę) wartości terenów rekreacyjnych lub leczniczych;
d) zmianę zachowań ptaków i innych zwierząt (stany lękowe, zmiana siedlisk, zmniejszenie liczby składanych jaj, spadek mleczności zwierząt i inne).

Hałas i wibracje powodują ujemne skutki gospodarcze, takie jak :
a) szybsze zużywanie się środków produkcji i transportu;
b) pogorszenie jakości i przydatności terenów zagrożonych nadmiernym hałasem oraz zmniejszenie przydatności obiektów położonych na tych terenach;
c) absencję chorobową spowodowaną hałasem i wibracjami, z czym są związane koszty leczenia, przechodzenia na renty inwalidzkie, utrata pracowników;
d) pogorszenie jakości wyrobów (niezawodności, trwałości);
e) utrudnienia w eksporcie wyrobów nie spełniających światowych wymagań ochrony przed hałasem i wibracjami.

Hałas jest także jedną z zasadniczych przyczyn zbyt wczesnego starzenia się, i to aż o 8-12 lat, oraz zwiększonej liczby zawałów serca. Wpływa on destrukcyjnie na nasz system nerwowy oraz immunologiczny.
Przy natężeniu 60-75 dB (norma akustyczna w polskich miastach) występują zróżnicowane anomalia u ludzi w postaci niezauważalnych zmian akcji serca, ciśnienia krwi czy rytmu oddychania. Częste zakłócenia snu i wzrost nadpobudliwości nerwowej dają znać o sobie już przy 55 dB (od takiego codziennego hałasu jest uzależnionych 65% Europejczyków). Wzrost apatii, agresji; poczucie bezsenności i przemęczenie organizmu; brak koncentracji umysłu oraz niska wydajność w pracy to coraz częściej występujące objawy psychicznej niemocy i stresogennych patologii.
Hałas bardzo ujemnie wpływa na kształtowanie się i rozwój umysłowy dzieci, które przebywając w pomieszczeniach o wysokim natężeniu decybeli, mają coraz częstsze kłopoty ze skupieniem uwagi i nauczeniem się poprawnie myśleć, mówić i czytać. Pośród dorosłych najczęstszymi ofiarami hałasu są neurotycy. Jeden mężczyzna na czterech i jedna kobieta na trzy to skala porównawcza ofiar bezlitosnych decybeli. Pół miliona Polaków ma uszkodzony słuch, co w obecnych czasach industrialno-konsumpcyjnego szaleństwa stało się synonimem choroby zawodowej. Jednak jedną z najbardziej upiornych wieści jest to, że hałas osłabia nasz system immunologiczny, i to w dość dużym stopniu. Osłabiony organizm sterroryzowany decybelami jest szybciej podatny na przyczyny powstawania różnego rodzaju infekcji i rozwój niebezpiecznych chorób.

Natężenie dźwięku występujące w różnych sytuacjach i jego wpływ :
· 10 dB oddech, szept,
· 20 dB szum liści,
· 35 dB cicha muzyka,
· 45 dB rozmowa - znużenie hałasem u najwrażliwszych,
· 50 dB nowoczesny samochód - zakłócenie odbioru mowy,
· 55 dB suszarka dobrej jakości - zaburzenia snu,
· 60 dB odkurzacz dobrej jakości - skurcz naczyń krwionośnych,
· 75 dB nowoczesny samochód małolitrażowy - narastanie wrogości i agresji,
· 80 dB klakson - narastanie wrogości i agresji,
· 85 dB uszkodzony kran, wnętrze typowego samochodu na polskich drogach - poziom szkodliwy dla zdrowia,
· 90 dB przerwa w szkole - zakłócenie systemu nerwowego,
· 95 dB odkurzacz typowy - zakłócenie systemu nerwowego,
· 110 dB trzaskające drzwi windy - zakłócenie systemu nerwowego,
· 120 dB silnik samolotowy - zakłócenie systemu nerwowego,
· 130-160 dB wybuch petardy - granica bólu.

Działania dotyczące ochrony środowiska przed hałasem i wibracjami

Program działań dotyczących ochrony środowiska przed hałasem i wibracjami jest w Polsce realizowany w skromnym zakresie, ze względu na niewielkie środki przeznaczane na te cele, szczególnie zmniejszone w ostatnich latach. Istotne osiągnięcia w tej dziedzinie mają zatem swoje źródło w badaniach przeprowadzonych w latach 1986-1990. Pozwoliły one na opracowanie zbioru skomputeryzowanych instrukcji, umożliwiających podjęcie kontroli stanu akustycznego środowiska, przystąpienie przez Państwową Inspekcję Ochrony Środowiska do wprowadzenia systemu ewidencji hałaśliwych obiektów w środowisku. Możliwa stała się nowelizacja ustaw i przepisów wykonawczych dotyczących ochrony środowiska przed hałasem i wibracjami. Realizowane są w kraju przeciwhałasowe ekrany urbanistyczne (w Krakowie, w Płudach pod Warszawą), antywibracyjne podtorza tramwajowe (np. w Krakowie). Wykonywane są również liczne oceny obiektów szczególnie uciążliwych dla środowiska, pomiary kontrolne, mapy akustyczne terenów wokół lotnisk i całych miast (np. w 1990 r. zakończono prace nad planem akustycznym Bydgoszczy).

Pole elektromagnetyczne - pole fizyczne, za pośrednictwem którego następuje wzajemne oddziaływanie obiektów fizycznych o właściwościach elektrycznych i magnetycznych, np. naładowanych cząstek spoczywających lub będących w ruchu, dipoli magnetycznych itp.

Wokół przewodnika przez który płynie prąd elektryczny, istnieje pole magnetyczne. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej jest dowodem wywoływania pola elektrycznego przez zmienne pole magnetyczne. Pola te są zatem od siebie wzajemnie uzależnione. Do tego wniosku doszedł szkocki fizyk James Clerk Maxwell. Udowodnił on, że pole elektryczne istnieje zawsze tam, gdzie zmienia się pole magnetyczne. Wykazał też, że zmienne pole elektryczne powoduje powstanie zmiennego pola magnetycznego. Pola te przenikają się nawzajem tworząc tzw. pole elektromagnetyczne opisane równaniami Maxwella. Zmiany pola elektrycznego i magnetycznego rozchodzące się w przestrzeni (z prędkością 300 000 km/s w próżni) tworząc falę elektromagnetyczną. Do fal elektromagnetycznych należą m.in.:

fale radiowe,

fale świetlne,

mikrofale,

promieniowanie γ (gamma),

promieniowanie X (rentgenowskie).

Wpływ pola elektromagnetycznego na organizmy żywe

Wszystkie organizmy które żyją na Ziemi, podlegają działaniu ziemskiego pola magnetycznego. Wiadomo że Ziemia jest gigantycznym magnesem, wytwarzającym wokół siebie stałe pole magnetyczne. Tkanka żywa jest na ogół mało podatna na działanie pola magnetycznego. Wpływ takiego silnego pola magnetycznego na układ nerwowy u ludzi i zwierząt przejawia się opóźnionym czasem reakcji. Natomiast u roślin działanie silnego pola magnetycznego powoduje kurczenie się komórek i zmiany w błonach komórkowych.

U niektórych gatunków zwierząt np. owadów, ptaków lub ryb pole magnetyczne Ziemi odpowiada za bezbłędną orientację w przestrzeni (np. coroczne wędrówki ptaków do tych samych miejsc lęgowych różnie położonych geograficzne dla różnych gatunków). W organizmach tych zwierząt muszą występować narządy pełniące funkcje biologicznych "kompasów" sprzężonych najprawdopodobniej z "zegarem biologicznym". Sztuczne zmiany wywołane np. przez przymocowanie do głowy ptaka miniaturowego magnesu, powodują całkowitą utratę orientacji i chęć "podróży" w innym kierunku. Gdy izolowano rośliny i zwierzęta od wpływu ziemskiego pola magnetycznego, zaobserwowano u nich zakłócenia w ich biorytmie życia.

Tabela poniżej przedstawia spektrum elektromagnetyczne, które można znaleźć w każdej pracowni fizycznej.

Jonizujące

Częstotliwość [Hz]

Rodzaj promieniowania

 

Typowe źródła

1025

Promieniowanie kosmiczne

 

Kosmos

1021

Promieniowanie g

 

Rozpad radioaktywny

1020

Promieniowanie X

 

Aparatura medyczna

Niejonizujące

1016

Nadfiolet

 

Światło słoneczne

1014

Światło widzialne

 

Lampy oświetleniowe

1012

Podczerwień

 

Lampy grzejne

1011

Fale milimetrowe (SHF)

Mikrofale

Urządzenia radarowe

1010 = 10GHz

Fale centymetrowe (EHF)

Łączność satelitarna

109 = 1GHz

UHF/TV

 

Kuchenki mikrofalowe, telefony komórkowe

108 = 100MHz

VHF/TV

 

Telewizja

Od 108 do 105

HF/radio

Pola elektromagnetyczne małych częstotliwości

Łączność radiowa

3kHz

VLF

Telewizory, monitory

300Hz do 50Hz

ELF

 

Sieć zasilająca

0 Hz

DC

Pola stałe

Magnesy trwałe, ziemskie pole magnetyczne

Promieniowanie podczerwone (niealaserowe)

Promieniowanie podczerwone może wywołać wzrost temperatury tkanki, a w konsekwencji powstanie rumienia cieplnego, a w przypadku długotrwałej ekspozycji nawet oparzenia. Długotrwała ekspozycja na intensywne promieniowanie (szczególnie z zakresu IR-A) może doprowadzić również do zwiększonego obciążenia cieplnego organizmu.  Najbardziej na to promieniowanie narażona jest gałka oczna. Podczerwień najsilniej jest pochłaniana przez rogówkę oka. Nadmierna ekspozycja to promieniowanie może powodować oparzenia rogówki, wysuszanie powiek, stany zapalne tęczówki i spojówki a nawet uszkodzenie siatkówki. Najpoważniejszą chorobą związaną z promieniowaniem podczerwonym jest zaćma, czyli zmętnienie soczewki.    

Narażenie pracowników na promieniowanie podczerwone charakteryzowane jest przez wartości średnie i najwyższe chwilowe natężenie napromienienia oczu (erytemalnego) i skóry (koniunktywalnego) odniesione do temperatury 20°C.
   Średnie natężenie napromienienia definiowane jest jako iloraz napromienienia oczu lub skóry w czasie ekspozycji i czasu trwania tej ekspozycji.

Eśr = N / t

gdzie: Eśr - średnie natężenia napromienienia w W/m2; N - napromienienie w J/m2; t - czas ekspozycji w s.

   Najwyższe chwilowe natężenie napromienienia jest to największa chwilowa wartość natężenia napromienienia występująca podczas ekspozycji, trwająca nie dłużej niż 60 s.

   Najwyższe dopuszczalne średnie natężenie napromienienia wynosi:
dla oka - 150 W/m
2,
dla
skóry 700 W/m2.

Najwyższe dopuszczalne chwilowe natężenie napromienienia oka i skóry wyznacza się za pomocą wzoru:

E = a . t-1/2

gdzie: E - najwyższe chwilowe natężenie napromienienia oka i skóry w W/m2, t - czas ekspozycji w sekundach
(przy czym t <= 60 s); a - stała wynosząca dla oka 1200 W s1/2m-2, a dla skóry odpowiednio 5600 W s1/2m-2.

Promieniowanie nadfioletowe (nielaserowe)

Szkodliwe działanie nadfioletu występuje przy napromieniowaniu skóry i oczu. Skutki biologiczne oddziaływania nadfioletu zależą od ilości pochłoniętego promieniowania (będącego funkcją czasu ekspozycji, napromienienia, długości fali oraz rodzaju tkanki poddanej ekspozycji).
Najczęściej obserwowanym objawem działania promieniowania nadfioletowego na skórę jest rumień. Promieniowanie to może wywołać również złuszczanie się naskórka, wzrost ilości barwników, oparzenia oraz zmiany przednowotworowe i nowotworowe (czerniak).
Promieniowanie nadfioletowe oddziałuje także na oczy, może ono uszkodzić rogówkę i spojówkę oka. Promieniowanie o fali krótszej niż 300 nm jest całkowicie pochłaniane przez warstwy zewnętrzne oka, natomiast o fali dłuższej - przez soczewkę.  Najbardziej niebezpieczne są fale o długościach od 260 nm do 270 nm.
Dłuższa ekspozycja na promieniowanie nadfioletowe może doprowadzić do trwałych zmian w oku, a nawet do wystąpienia zaćmy.

0x01 graphic
0x01 graphic
Poniżej podano typowe źródła promieniowania nadfioletowego, przy których jest wymagane stosowanie środków ochrony indywidualnej, a głównie sprzętu ochrony oczu i twarzy:

niskoprężne lampy rtęciowe np. używane: do dezynfekcji (w medycynie, przemyśle farmaceutycznym, spożywczym,

wysokoprężne lampy rtęciowe UV np. używane: w poligrafii (kopiowanie, wykonywania matryc sitodrukowych, utwardzanie fotopolimerów, suszenie farb i lakierów), w solariach (fototerapia), w przemyśle meblarskim (suszenie lakierów);

wysokoprężne lampy metahalogenkowe UV np. używane: w fototerapii (leczeniu łuszczycy), poligrafii, przemyśle chemicznym (do fotopolimeryzacji).

Uwaga: Powyższe źródła oprócz promieniowania nadfioletowego emitują również często intensywne promieniowanie widzialne, powodujące olśnienie świetlne.

   Narażenie pracowników na promieniowanie nadfioletowe charakteryzowane jest przez wartości skuteczne napromienienia erytemalnego (wywołującego m.in. rumień skóry) i koniunktywalnego (wywołującego m.in. zapalenie spojówki lub rogówki oka).

   Najwyższa dopuszczalna wartość skuteczna napromienienia koniunktywalnego w ciągu 8-godzinnego dobowego wymiaru czasu pracy wynosi 30 J/m, w przypadku narażenia nie powtarzającego się w następnym dniu, a 18 J/m2 w przypadku ekspozycji powtarzającej się w kolejnych dniach.

   Najwyższa dopuszczalna wartość skuteczna napromienienia erytemalnego dla 8-godzinnego dobowego wymiaru czasu pracy wynosi 30 J/m2, bez względu na powtarzalność ekspozycji.

Wielkość napromienienia wyznacza się zgodnie z metodami podanymi w Polskiej Normie PN-79/T-06589.

W normie PN-79/T-06588 zdefiniowano rozkłady widmowe skuteczności biologicznej dla oddziaływania erytremalnego (na skórę) i koniunktywalnego (na oczy).


Analizując zagrożenia wywołane promieniowaniem nadfioletowym należy uwzględnić natężenie tego promieniowania na stanowisku pracy. Jeżeli napromienienie koniunktywalne przekracza 30 J/m2, w przypadku narażenia nie powtarzającego się w następnym dniu, a 18 J/m2 w przypadku ekspozycji powtarzającej się w kolejnych dniach należy stosować sprzęt ochrony oczu i twarzy. Jeżeli napromienienie erytemalne przekracza 30 J/m2 należy chronić również skórę pracownika. Najbardziej narażone na promieniowanie nadfioletowe są odkryte części ciała - szczególnie twarz oraz dłonie.

zależna od lasera pompujące-go

spektroskopia, rozdzielanie izotopów, biologia

Laser gazowy He-Ne

632,8

ciągła

-

10-3-10-1

metrologia, interferome-tria, holografia, geodezja

Laser argonowo jonowy

488-514,5

ciągła lub impulsowa
(103ns)

-

1-103

chirurgia, spektroskopia

Laser azotowy

337,1

impulsowa (10ns)

0,01

106

spektroskopia, reakcje fotochemiczne

Laser CO2

10600

ciągła lub impulsowa (102-5x104ns)

1-103

10-104

laserowe układy śledzące, chirurgia, dentystyka, obróbka materiałów, cięcie i spawanie metali, kontrolowane reakcje jądrowe, rozdzielanie izotopów

Promieniowanie laserowe

Promieniowanie laserowe charakteryzuje się wysoką spójnością, monochromatycznością i kierunkowością rozchodzenia się wiązki. Ważną jego własnością jest możliwość uzyskiwania bardzo dużych gęstości mocy wiązki laserowej.

Różne typy laserów emitują promieniowanie zarówno o niskiej jak i wysokiej spójności oraz o zróżnicowanych parametrach wiązek (długościach fal i energii).


Ze względu na rodzaj substancji laserującej wyróżniamy głównie lasery gazowe, cieczowe, na ciele stałym, molekularne oraz lasery półprzewodnikowe. Rozpatrując sposób i rodzaje przejść elektronów między poziomami ośrodka laserującego mówimy o laserach np. trójpoziomowych lub czteropoziomowych. Różnorodność możliwych emitowanych długości fal dzieli lasery na urządzenia emitujące promieniowanie widzialne, nadfioletowe, podczerwone, mikrofalowe lub rentgenowskie. Do celów oceny ochrony oczu przed promieniowaniem laserowym najważniejsze są podziały uwzględniające rodzaj pracy oraz moc emitowanego promieniowania, mogącą wywołać określone skutki podczas oddziaływania z materią (m.in. z tkanką biologiczną).

0x01 graphic
0x01 graphic
Ze względu na rodzaj pracy lasery dzielimy na:

lasery pracy ciągłej (D),

lasery impulsowe (I),

lasery impulsowe z modulacją dobroci (R),

laser impulsowe z synchronizacją modu (M).

Lasery półprzewodnikowe mają stosunkowo niską spójność, za to są bardzo małych rozmiarów i można je modulować sygnałami o częstotliwościach do 1010HZ.

Lasery gazowe mają dużą spójność emitowanego promieniowania, wysoką stabilność i częstotliwość. Moce wyjściowe laserów argonowych są rzędu dziesiątków watów, laserów CO2 rzędu kilowatów (przy pracy ciągłej).

Lasery stałe (m.in. neodymowe) mogą pracować w sposób ciągły ze stosunkowo dużą mocą wyjściową, lecz mają niską spójność emitowanego promieniowania.

Porównanie podstawowych typów laserów podano w tabeli 1.

0x01 graphic
0x01 graphic
Tabela 1 Porównanie podstawowych typów laserów

Typ lasera

Długość fali
[nm]

Rodzaj pracy, długość impulsu

Energia
[J]

Moc
[W]

Zastosowanie

Laser rubinowy

694,3

impulsowa
(930-102ns)

1-102

103-109

technologiczne spawanie, topienie, wiercenie, dentystyka, biologia

Laser neodymowy

1060

ciągła lub impulsowa
(15ns)

10-1-102

10-103

telekomuni-kacja, laserowe układy śledzące, kontrolowane reakcje jądrowe

Laser półprzewodni-kowy GaAs

800-900

ciągła lub impulsowa
(102ns)

10-5-10-3

10-3-10

telekomuni-kacja

Laser barwnikowy

przestraja-ny w zakresie 200-800

zależna od lasera pompujące-go

zależna od lasera pompujące-go

   Promieniowanie laserowe w zakresie fal od nadfioletu do dalekiej podczerwieni różni się między innymi tym od promieniowania optycznego pochodzącego z innych źródeł, że jego wiązka jest wiązką spójną. Może to być powodem znacznej koncentracji energii na małej powierzchni. Powyższe względy wymagają zachowania szczególnej ostrożności oraz rygorystycznego stosowania ochron i zabezpieczeń przez osoby obsługujące lasery i urządzenia laserowe.

   Najbardziej zagrożone promieniowaniem laserowym są oczy. W zakresie działania fal o długości od 400 nm do 1400 nm może dojść do uszkodzenia siatkówki.

   Promieniowanie z zakresu długości fal poniżej 400 nm i powyżej 1400 nm nie wnika do wnętrza oka, natomiast powoduje uszkodzenie rogówki. W przypadku skóry skutkiem działania promieniowania laserowego może być uszkodzenie tkanki (zwęglenie, oparzenie, rumień).


Szkodliwe skutki oddziaływania promieniowania laserowego na skórę i oczy podano w tabeli 2.

0x01 graphic
0x01 graphic
Tabela 2 Szkodliwe skutki oddziaływania promieniowania laserowego na skórę i oczy

Zakres promieniowania

Oczy

Skóra

100 - 280 nm

280 - 315 nm

uszkodzenie rogówki

uszkodzenie rogówki

rumień, działania rakotwórcze, przyśpieszone starzenie skóry

315 - 400 nm

katarakta fotochemiczna

oparzenie skóry, ciemnienie pigmentu

400 - 780 nm

fotochemiczne i termiczne uszkodzenie siatkówki

oparzenie skóry, reakcje fotoczułe

780 - 1400 nm

katarakta, poparzenie siatkówki

oparzenie skóry

1400 - 3000 nm

przymglenie rogówki, katarakta, oparzenie rogówki

oparzenie skóry

3000 nm - 1 mm

oparzenie rogówki

oparzenie skóry

Do obliczania zagrożeń wywołanych promieniowaniem laserowym stosuje się maksymalną dopuszczalną ekspozycję promieniowania laserowego (MDE). Wartości MDE są ustalane poniżej znanych poziomów zagrożeń i oparte są na informacjach z badań doświadczalnych. Wartości te powinny być uważane jedynie za wskazówki przy kontroli ekspozycji, lecz nie definiują one jednak precyzyjnie granicy oddzielającej poziom bezpieczny od niebezpiecznego. Zasady bezpiecznej pracy z urządzeniami laserowymi podano w Polskiej Normie PN-EN 60825-1:2000 (patrz : kontrola zagroźeń związanych z użytkowaniem urządzeń laserowych). .

   Ponieważ promieniowanie laserowe o tej samej mocy lecz o różnych długościach fal może wywołać różne skutki, podczas oddziaływania z tkanką biologiczną, lasery podzielono na klasy. Klasa lasera informuje użytkownika o skali zagrożeń związanych z użytkowaniem. Aktualnie wprowadzony został nowy podział na siedem klas (1, 1M, 2, 2M, 3R, 3B, 4). Wcześniejszy podział dzielił lasery na pięć klas (1, 2, 3A, 3B, 4). W tabeli 1 przedstawiono charakterystykę klas laserów według aktualnie oraz wcześniej obowiązującego podziału.

Tabela Podział laserów i urządzeń laserowych na klasy

Klasa

Nowy podział

Klasa

Stary podział

1

Lasery, które są bezpieczne w racjonalnych warunkach pracy

1

Lasery, które są bezpieczne w racjonalnie przewidywanych warunkach pracy

1M

Lasery emitujące promieniowanie w zakresie długości fal do 302,5 nm do 4000 nm, które są bezpieczne w racjonalnych warunkach pracy, ale mogą być niebezpieczne podczas patrzenia w wiązkę przez przyrządy optyczne

2

Lasery emitujące promieniowanie widzialne w przedziale długości fal od 700. Ochrona oka jest zapewniona w sposób naturalny przez instynktowne reakcje obronne.

2

Lasery emitujące promieniowanie widzialne w zakresie długości fal od 400 nm do 700 nm. Ochrona oka jest zapewniona w sposób naturalny przez instynktowne reakcje obronne, w tym odruch mrugania oka

2M

Lasery emitujące promieniowanie widzialne w przedziale długości fal od 700. Ochrona oka jest zapewniona w sposób naturalny przez instynktowne reakcje obronne, ale mogą być niebezpieczne podczas patrzenia w wiązkę przez przyrządy optyczne.

3R

Lasery emitujące promieniowanie w zakresie długości fal do 302,5 nm do 106 nm, dla których bezpośrednie patrzenie w wiązkę jest potencjalnie niebezpieczne.

3A

Lasery bezpieczne przy patrzeniu okiem nieuzbrojonym. W przypadku laserów emitujących promieniowanie w zakresie długości fal od 400 nm do 700 nm ochrona oka zapewniona jest przez instynktowne reakcje obronne. W przypadku innych długości fal zagrożenie nie uzbrojonego oka nie jest większe niż dla urządzeń klasy 1. Bezpośrednie patrzenie w wiązkę przez przyrządy optyczne może być niebezpieczne

3B

Lasery, które są niebezpieczne podczas bezpośredniej ekspozycji promieniowania. Patrzenie na odbicia rozproszone są zwykle bezpieczne.

3B

Lasery, które są niebezpieczne podczas bezpośredniej ekspozycji promieniowania. Patrzenie na odbicia rozproszone są zwykle bezpieczne.

4

Lasery, które wytwarzają niebezpieczne odbicia rozproszone. Mogą one powodować uszkodzenie skóry oraz stwarzają zagrożenie pożarem. Podczas obsługi laserów klasy 4 należy zachować szczególną ostrożność.

4

Lasery, które wytwarzają niebezpieczne odbicia rozproszone. Mogą one powodować uszkodzenie skóry oraz stwarzają zagrożenie pożarem. Podczas obsługi laserów klasy 4 należy zachować szczególną ostrożność.

W celu właściwej identyfikacji urządzeń laserowych muszą być one odpowiednio oznakowane. Informacje zawarte w oznakowaniu powinny informować użytkownika o klasie lasera zagrożeniach oraz długości emitowanego promieniowania. Jednym z najważniejszych elementów oznakowania urządzeń laserowych są etykiety informujące o  klasie lasera. Tekst na tych etykietach powinien być napisany czarnymi literami na żółtym tle. Przykładowy wzór przedstawiono na rysunku 1. W tabeli 1 przytoczono tekst jaki powinien być na etykietach identyfikujących klasy laserów. Ponieważ większość urządzeń laserowych dostępnych na rynku polskim oznakowana jest tekstem w języku angielskim przedstawiono również tekst w tym języku.



Wyszukiwarka