Ультрафиолетовый излучение

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Максимально возможное снижение воздействия на работающих вредных и опасных факторов, частых спутников современного, характеризующегося широким распространением высокоэнергетических процессов производства, является достаточно известным путем решения задачи улучшения условий труда, сохранения здоровья работников. Однако без четкого понимания природы этих факторов, механизма их воздействия на организм, зависимости степени вредности от уровней интенсивности факторов невозможно обосновать, разработать и предложить наиболее эффективные способы и меры защиты. Рассмотрим один из таких факторов производственной и окружающей среды - ультрафиолетовое излучение. Проблема ультрафиолетового излучения как производственного и экологического фактора в настоящее время обусловлена широким использованием его источников в народном хозяйстве, увеличением уровней солнечного излучения в связи с уменьшением озонового слоя, ростом числа заболеваний, в том числе злокачественных и доброкачественных опухолей кожи и кожных покровов, и других нарушений состояния здоровья, вызываемых ультрафиолетовой радиацией.

Формирование и воздействие на работающих оптического излучения в ультрафиолетовой области происходит при использовании электрогазосварочных процессов, на работах, связанных с плазменными технологиями (резка металла, термоупрочнение, напыление, наплавка металла), использовании различных светильников и облучателей с кварцевыми, ртутными, галогенными лампами, других спектральных источников. Мониторы, экраны, видеодисплейные терминалы ПЭВМ также могут быть источником всех спектров электромагнитного, в том числе оптического, излучения. В различных отраслях экономики и народного хозяйства широкое применение находят такие современные технологии, как ультрафиолетовая сушка, установки для обеззараживания воздуха, поверхностей и воды, климатические камеры и аппараты искусственной погоды, различные медицинские и другие облучатели, а также косметологическое оборудование (парикмахерское оборудование, маникюрные лампы, солярии и др.). И это далеко не полный перечень источников, где используется энергия ультрафиолетового излучения. Уникальные свойства УФ-лучей широко применяются и в товарах промышленно-бытового назначения (идентификация специальных знаков, контроль ценных бумаг, лечебно-оздоровительные и косметические цели и т. д.).

Профессиональному воздействию УФ-излучения подвергаются электрогазосварщики, копировщики печатных форм, работники киностудий и телевидения, тепличных хозяйств, медицинский персонал (физиотерапевты, стоматологи, педиатры) и другие работники, обслуживающие различные источники ультрафиолетового излучения.

Кроме того, при дорожных, сельскохозяйственных, строительных и других видах работ, выполняемых на открытом воздухе, происходит воздействие на работающих естественного УФ-излучения, как одной из составляющей солнечной радиации.

При воздействии избыточного ультрафиолетового излучения возможно развитие ряда заболеваний и патологических состояний, в первую очередь, со стороны органа зрения, среди которых наиболее часто отмечаются катаракта или помутнение хрусталика глаза, воспаление роговицы (кератит), слизистых оболочек (конъюнктивит, фотоофтальмия). УФ-переоблучение может привести к болезням кожи и кожных покровов: воспалительному покраснению кожи или эритеме, ускорению старения кожи, аллергическим реакцим на УФ-облучение, опухолям кожи, в том числе злокачественным (базальноклеточному и плоскоклеточному раку кожи, меланоме). Однако в доступной литературе недостаточно данных по этому фактору, его гигиенической оценке, измерениям и контролю на рабочих местах, влиянию на состояние здоровья работников, что существенно затрудняет работу специалистов по охране труда, аккредитованных лабораторий и других работников предприятий и организаций при планировании и разработке оздоровительных мер.

Основные нормативные документы

Гигиенические требования к методам измерений, контроля и оценки этого фактора, характеристики источников УФ-излучения изложены в ряде нормативно-методических документов, технических правовых нормативных актов. Основными из них являются:

- СН 2.2.4-13-45-2005 "Санитарные нормы ультрафиолетового излучения производственных источников", утвержденные постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 16.12.2005 № 230 (далее - СН 2.2.4-13-45-2005), устанавливающие действующие в Республике Беларусь гигиениче­ские нормативы и регламентирующие параметры УФ-излучения в условиях производства;

- Методические рекомендации 105-9807-99 "Методика по гигиенической оценке производственных источников ультрафиолетового излучения. Методические рекомендации", утвержденные Главным государственным санитарным врачом Республики Беларусь 18.05.1999 (далее - МР 105-9807-99), излагающие основные методические подходы к гигиенической оценке производственных (техногенных) и промышленно-бытовых источников УФ-излучения, рассматривающие основные виды и типы искусственных источников ультрафиолетового излучения, условия формирования и интенсивность потока излучения, особенности воздействия на работающих, методы контроля, меры безопасности;

- Методические рекомендации 26-0101 "Применение ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха и поверхностей в лечебно-профилактических учреждениях", утвержденные Министерством здравоохранения Республики Беларусь (далее - МР 26-0101), содержащие информацию по вопросам безопасной эксплуатации бактерицидных облучателей, особенностях измерений и оценки безопасности при работе с источниками ультрафиолетового бактерицидного излучения;

- СанПиН 13-2-2007, устанавливаливающие основные методические подходы при комплексной гигиенической оценке факторов условий труда, в том числе с определением вредности и опасности каждого фактора, включая оптическое излучение в ультрафиолетовом диапазоне.

Кроме того, есть и другие отраслевые, внутриведомственные нормативные документы и правовые акты, устанавливающие требования правил гигиены и охраны труда при применении некоторых отдельных источников, оборудования и технологий, использующих энергию УФ-излучения.

Согласно определению, приведенному в СН 2.2.4-13-45-2005 (гл. 2), "ультрафиолетовое излучение представляет собой электромагнитное излучение оптического диапазона с длиной волны (?) в пределах 200-400 нм".

Отметим, что в некоторых литературных источниках в качестве нижней границы коротковолнового диапазона указана длина волны 100 нм. Однако излучение в диапазоне 100-200 нм возможно только в условиях вакуума, поэтому такое излучение называют "вакуумный ультрафиолет". В обычных условиях окружающей, в том числе производственной, среды такого излучения не существует, так как в обычной воздушной среде оно сразу поглощается.

В зависимости от длины волны и возможного биологического влияния на организм или эффекта ультрафиолетового облучения различают:

- длинноволновой диапазон (загарный или ближний спектр УФ-излучения) с длиной волны равной 315-400 нм (чаще его кратко обозначают УФ-А);

- средневолновой или эритемный диапазон (обозначается как УФ-В) с длиной волны 280-315 нм. В некоторых справочниках вместо величины длины волны, разделяющей диапазоны УФ-В и УФ-А и равной 315 нм, приведена величина 320 нм. Это различие не имеет принципиального значения при измерениях и оценке УФ-излучения;

- УФ-С - коротковолновой диапазон (жесткий, дальний, бактерицидный) с длиной волны 200-280 нм.

Кроме того, на основании экспериментальных исследований с учетом возможного биологического эффекта от УФ-облучения в каждом диапазоне определена величина длины волны УФ-излучения (условное обозначение - ?max), при воздействии которой отмечается максимальный эффект того или иного воздействия УФ-облучения. Такими характерными особенностями или эффектами биологического воздействия УФ-излучения на организм являются загарный и эритемный эффект, воспаление роговой оболочки глаза (кератит), развитие конъюнктивита (воспаление слизистых оболочек глаза), бактерицидное действие и др. Например, для излучения в диапазоне УФ-С максимальное проявление бактерицидного действия УФ-излучения отмечается при max = 265 нм, эритемное действие в большей степени проявляется при  = 297 нм, а загарное наиболее выражено, когда в потоке преобладает излучение с длиной волны равной 365 нм.

В главе 2 СН 2.2.4-13-45-2005 приведены и другие термины, а также единицы измерения. Так, монохроматическое УФ-излучение - это совокупность выделяемых источником фотонов, обладающих в оптическом диапазоне одинаковой длиной волны (? = 200-400 нм). Иными словами, в излучаемом таким источником потоке будут преобладать УФ-лучи с одинаковой длиной волны. Характерный пример монохроматического излучения - бактерицидный поток излучения, где преобладают волны с max = 265 нм. Следует отметить, что источников с монохроматическим УФ-излучением сравнительно немного - большинство источников излучают УФ-поток с разными спектрами и длинами волн, то есть являются полихроматическими.

Полихроматическое УФ-излучение - совокупность выделяемых источником фотонов с разной длиной волны в оптическом диапазоне. Характерный пример полихроматического излучения - сварочная дуга, основу которой составляет излучение во всех трех диапазонах спектра УФ-А, УФ-В и УФ-С.

Интенсивность излучения - отношение потока излучения, падающего на участок поверхности, к площади этого участка (единица измерения - Вт/м2). Синонимы этого термина следующие: облученность, поверхностная плотность потока, энергетическая освещенность, плотность потока энергии, плотность излучения.

Гигиенические нормативы условий труда - предельно допустимая концентрация (ПДК), ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ), предельно допустимый уровень (ПДУ) - уровни производственных факторов, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должны вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Соблюдение гигиенических нормативов не исключает нарушения состояния здоровья у лиц с повышенной чувствительностью.

Гигиенические нормативы обоснованы с учетом 8-часовой рабочей смены, кроме особых случаев, оговоренных в технических нормативных правовых актах (ТНПА). При оценке трудовой деятельности с другой продолжительностью рабочей смены или рабочей недели производится перерасчет с учетом месячного баланса рабочего времени.

Для большинства физических факторов предельно допустимые величины (гигиенические нормы, регламенты) обозначаются термином ПДУ. Для характеристики предельно допустимых величин УФ-излучения (Вт/м2), гигиенических норм УФ-потока также используется термин "допустимая интенсивность излучения" (ДИИ).

Кроме того, на практике, в литературе по гигиене и охране труда, в том числе справочной и нормативно-методической документации, часто используются два близких по сути, но все-таки разных термина - излучение и облучение. Термин "излучение" чаще используется для характеристики источника УФ-излучения, испускающего поток определенной интенсивности, при этом имеется в виду, что этот поток пока только распространяется в пространстве и конкретной поверхности "как бы" еще не достиг. Иными словами, излучение - это термин, имеющий отношение к характеристикам самого источника, это фактически процесс. А вот результат этого процесса - облучение, и этот термин следует использовать, когда речь идет об интенсивности излучения на конкретной поверхности, площади или участке, куда достиг поток ультрафиолетового излучения.

Часто используется и термин "энергетическая экспозиция" или "доза облучения" - произведение величины интенсивности потока на время воздействия (Вт х сек/м2 или Дж/м2). Понятие "доза" или "экспозиция" - очень важное в гигиене и охране труда, так как опасность облучения определяется двумя факторами - интенсивностью и временем воздействия, а термин "доза облучения" фактически объединяет эти два фактора. Например, оценка профессиональных рисков при облучении, а также неблагоприятном влиянии других производственных факторов (шум, вредные химические вещества, ионизирующее излучение и др.) обязательно включает необходимость определения, расчета экспозиции или дозы. Можно сказать и так: гигиенический норматив (ПДК, ПДУ) показывает интенсивность воздействия фактора, или сколько данного вредного фактора (химического вещества, вида излучения, шума и др.) поступает в организм работника, тогда как величина дозы, экспозиция - сколько вредного фактора поступило в организм за определенный промежуток времени его воздействия.

В продолжение вопроса о дозах, дозовых нагрузках отметим, что наиболее характерной реакцией кожи на воздействие УФ-излучения является эритема, проявляющаяся в покраснении кожи после облучения. Для оценки эритемного воздействия используется термин "минимальная эритемная доза" (МЭД) - наименьшая доза УФ-излучения, вызывающая заметное покраснение на предварительно незагоревшей коже человека через 24 ч после облучения. Величину МЭД определяют в Дж/м2. Для европейцев одна минимальная эритемная доза в зависимости от индивидуальных особенностей кожи составляет от 200 до 500 Дж/м2 и соответствует примерно 12-25-минутному воздействию солнечного излучения в июньский полдень на географической широте Беларуси. При облученности, превышающей значение МЭД в 3-9 раз, эритемное воспаление носит еще более выраженный характер с возможным развитием отека и возникновением пузырей. Наконец, при еще большей суммарной дозе могут появляться болевые ощущения на пораженном участке кожи и общие симптомы (повышение температуры, лихорадка, головная боль). Средняя величина дозы солнечного УФ-облучения, которая может вызвать возникновение опухолей кожи или кожных покровов, достаточно велика: для ее получения необходимо практически весь летний сезон находиться в условиях солнечного облучения. Однако величина риска может существенно возрасти для лиц наиболее восприимчивых к инсоляции, с определенным, обладающим повышенной чувствительностью к солнечной радиации типом кожи, некоторых особенностей солнечного облучения и загара и др.

В действующих нормативно-методических документах для оценки количественных характеристик УФ-излучения используются энергетические и эффективные единицы измерения. На практике при проведении измерений и контроля интенсивности УФ-излучения основными являются энергетические единицы параметров оптического излучения - Вт, Ватт (характеризует поток излучения), Дж/м2, Джоуль (доза облучения), Вт/м2 (облученность, интенсивность, плотность потока излучения). Последней единицей измерения градуированы основные измерительные приборы.

Специальные или эффективные единицы используются для оценки особенностей биологического влияния УФ-излучения и более часто - для оценки монохроматического УФ-излучения или излучения, в котором преобладают волны одной длины. Так, для оценки излучения в бактерицидном диапазоне (УФ-С) единица измерения - "бакт". Эритемный спектр излучения (УФ-В) характеризует "эр". Наконец, при оценке излучения в диапазоне УФ-А используется "вит" (от латинского "vita" - жизнь). В сельском хозяйстве, растениеводстве применяется такая единица измерения УФ-потока, как "фит". Эффективные единицы измерения УФ-излучения используются относительно редко: для градуировки некоторых средств измерений, в научных исследованиях, иногда в физиотерапии, сельском хозяйстве и др. В области гигиены и охраны труда преимущественно используются указанные выше энергетические единицы измерения параметров УФ-излучения.

Область применения Санитарных норм определяет п. 2 СН 2.2.4-13-45-2005:

"Настоящие Санитарные нормы распространяются на излучение, генерируемое производственным оборудованием и технологиче­скими процессами: высокотемпературные источники, поли- или монохроматические люминесцентные и другие облучатели, используемые при кино- и телесъемке, дефектоскопии, в полиграфии, химическом и деревообрабатывающем производстве, здравоохранении, сельском хозяйстве, пищевой и других отраслях промышленности".

Примеры основных источников приведены в п. 3:

"Основными источниками производственного УФ-излучения являются электросварочные, плазменные технологии, газорезка и газосварка, ультрафиолетовая сушка, установки для обеззараживания воздуха и воды, климатические камеры и аппараты искусственной погоды, медицинские облучатели, в том числе используемые для косметических целей".

Действующие гигиенические нормативы, литературные данные и другие источники не всегда дают точные сведения и полную информацию о том, является ли конкретное оборудование источником излучения в ультрафиолетовом спектре, а следовательно, есть ли необходимость организации контроля и проведения измерений этого параметра. Ответ на этот вопрос может содержаться в прилагаемой к данному источнику (или технологическому процессу) необходимой технической документации (паспорт, ТУ и т. д.). Если в таких документах указано, что источник излучает в диапазоне от 200 до 400 мкм (иногда приводятся сведения о длине волны, на которую приходится максимум потока УФ-энергии, излучения (?max )), то такой источник подлежит контролю за уровнем интенсивности излучения и соответствии измеренного потока допустимым гигиеническим регламентам согласно п. 4 СН 2.2.4-13-45-2005:

"Настоящие Санитарные нормы используются для оценки интенсивности излучения на рабочих местах (в рабочей зоне) персонала, работающего в условиях ультрафиолетового облучения".

Добавим, что контролю, измерениям и гигиенической оценке также подлежат приборы, оборудование и другие источники, в наименовании которых использован термин "ультрафиолетовое излучение" (например, "Прибор для ультрафиолетовой сушки", "Ультрафиолетовый бактерицидный облучатель" и т. д.).

"5. Установленные в настоящих Санитарных нормах нормативы допустимой интенсивности излучения (далее - ДИИ) не используются при оценке безопасности пациентов (клиентов) и эффективности УФ-облучения в лечебных и профилактических целях (здравоохранение, в том числе косметология) и источников оптического излучения, применяемых в животноводстве, птицеводстве и растениеводстве.

6. Настоящие Санитарные нормы не распространяются на ультрафиолетовое излучение, генерируемое лазерами".

Таким образом, действие СН 2.2.4-13-45-2005 не распространяется на ультрафиолетовое излучение оптического диапазона, генерируемое различными лазерными установками, хотя длина волны, на которой работают многие лазерные установки и приборы, соответствует УФ-диапазону (200-400 мкм) при оценке лечебной, профилактической эффективности процедур, связанных с использованием ультрафиолетового облучения, или оценке возможного риска и безопасности пациентов, облучаемых в соответствующих кабинетах, подразделениях организаций здравоохранения и др. Санитарные нормы не используются и при оценке источников ультрафиолетового излучения, используемых в некоторых отраслях сельского хозяйства, на что указывают п. 5 и 6 СН 2.2.4.13-45-2005.

Санитарные нормы предназначены не только для организаций, осуществляющих надзор и контроль, в том числе государ­ственный, но и для специалистов проектных организаций при разработке оборудования, технологических процессов, приборов, являющихся источниками УФ-излучения, для разработки мер по охране труда и безопасности работников, обслуживающих такие источники.

"8. Настоящие Санитарные нормы предназначены для специалистов органов и учреждений государственного санитарного надзора (далее - госсаннадзор), медицинских учреждений образования, научно-исследовательских организаций и лабораторий гигиенического профиля, лабораторных служб организаций, осуществляющих контроль за интенсивностью УФ-излучения и проведение гигиенической оценки источников, специалистов проектных организаций, изготавливающих и эксплуатирующих оборудование и применяющих технологические процессы, являющиеся источниками УФ-излучения.

9. Требования настоящих Санитарных норм должны учитываться при разработке ГОСТов, методик, других технических нормативных правовых актов".

Выполнение важных и значимых требований п. 8 и 9 обеспечит единые подходы при нормировании УФ-излучения от разных источников, используемых в различных отраслях народного хозяйства при проектировании, реконструкции и эксплуатации оборудования, являющегося источником УФ-излучения.

Гигиенические характеристики основных источников ультрафиолетового излучения

Особенностям и характеристикам основных видов источников УФ-излучения посвящены п. 13 и 14 СН 2.2.4.13-45-2005.

"13. Источники ультрафиолетового излучения условно разделяют на две группы - открытые и закрытые. К открытым относятся электро-, газосварочные и плазменные технологии, медицинские источники (бактерицидные облучатели, средства коллективной физиотерапии и др.), различные виды ламп и облучателей, применяемых в полиграфии, дефектоскопии и др., которые являются потенциально опасными, безопасность при работе с ними зависит от соблюдения требований охраны труда, применения необходимых средств коллективной и индивидуальной защиты, ограничения времени нахождения в условиях облучения и др.".

Открытые источники, функционирование, работа которых сопровождается прямым выходом УФ-излучения в рабочую зону персонала, являются наиболее опасными в условиях производства, требуют специальных средств защиты, особых условий и дополнительных мер безопасности при организации работ по их обслуживанию. Все указанные требования достаточно полно разработаны и представлены в различных специальных документах и инструкциях по охране труда и технике безопасности, технологических регламентах и т. д. Основные мероприятия по защите от избыточного влияния УФ-излучения на работников предусматривают, в первую очередь, обязательное использование индивидуальных средств защиты (спецодежда, средства индивидуальной защиты - щиток, маска, очки и т. д.).

При выполнении электрогазосварочных работ обязательны и меры коллективной защиты:

- осуществление таких работ на специально оборудованных рабочих местах (стационарные или передвижные сварочные посты, сварочные кабины);

- использование специальных щитов и заграждений для защиты от искр, брызг раскаленного металла, интенсивного излучения;

- наличие специальных надписей и знаков, предупреждающих об опасности нахождения в зоне ведения сварочных работ;

- выполнение других гигиенических и технологических требований при оборудовании сварочных кабин, постов и рабочих мест в целом для выполнения электрогазосварочных и других работ, где возможно формирование, выход в рабочую зону обслуживания и воздействие на работников ультрафиолетового излучения.

В пункте 14 СН 2.2.4.13-45-2005 содержится информация о"закрытых источниках" (рециркуляторах воздуха, установках для обеззараживания воды, аппаратах искусственной погоды, климатических камерах, установках для фотокопирования, ультрафиолетового облучения крови и др.). Работа с такими источниками относительно безопасна для работников при обычных режимах эксплуатации: обслуживающий персонал защищен от вредного воздействия УФ-излучения конструкцией установок, препятствующей выходу УФ-лучей за пределы корпуса. Однако при ремонтных работах, юстировке, наладке оборудования, которую проводит персонал, уровни излучения могут превышать допустимые. Отметим, что некоторые закрытые УФ-источники имеют так называемые "глазки" - небольшие окна для периодического (в случае необходимости) визуального наблюдения за работой оборудования, контроля за УФ-лампами, находящимися внутри источника. Такие окна, во-первых, должны быть закрыты, когда нет необходимости визуального контроля, а во-вторых, само такое наблюдение должно проводиться с использованием средств индивидуальной защиты органа зрения - специальных очков.

Высокотемпературные источники УФ-излучения, в первую очередь сварочная электрическая дуга, - одновременно источники мощного потока видимого излучения (чрезвычайно высокие уровни яркости, прямой блескости заставляют инстинктивно закрывать глаза, отводить взгляд от источника излучения в сторону). Напротив, видимый поток от спектральных источников УФ-излучения (различные лампы, облучатели и др.), как правило, не является высокоинтенсивным, однако доля УФ-спектра в общем потоке может быть велика и опасна для работника. В этом плане наибольшую опасность представляют бактерицидные лампы и облучатели, так как конструктивное исполнение многих таких облучателей часто по внешнему виду не отличается от обычных люминесцентных светильников, но уровни УФ-потока в бактерицидной, наиболее опасной и активной области (УФ-С), от бактерицидных облучателей примерно такие же, как и от электросварочной дуги. Сказанное также относится и к закрытым источникам: видимая часть излучения может быть и невелика, а неопределяемая визуально, "на глаз" интенсивность УФ-потока представляет безусловную опасность для глаз и кожных покровов обслуживающего персонала.

В целом закрытые источники следует оценивать с позиции работы оборудования в обычном режиме и визуальном контроле при устранении неполадок. Источники закрытого типа не представляют опасности для обслуживающего персонала при обычных режимах эксплуатации и исправном оборудовании, однако все работы, связанные с устранением неполадок, могут сопровождаться выходом УФ-лучей в рабочую зону, что требует обязательного контроля за выполнением таких работ, соблюдения дополнительных мер безопасности.

Наконец, кроме источников открытого и закрытого типа выделяют комбинированные источники, для которых при основном режиме работы УФ-излучение не имеет выхода наружу, но на отдельных стадиях технологического процесса ультрафиолетовый поток может выходить в пределы рабочей зоны обслуживания.

Примеры различных видов источников УФ-излучения приведены в таблице 26.

Таблица 26

Основные виды источников УФ-излучения