Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 19
1.1. Вопросы гигиены труда и состояния здоровья работающих в процессе сварки и резки металлов в условиях машиностроения 19
1.2. Вопросы гигиены труда при работе с лазерами 26
1.3. Состояние здоровья лиц, работающих с лазерами 33
1.4. Вопросы профилактики 42
1.5. Выбор оптимальных параметров действия низкоинтенсивного лазерного излучения красной области спектра на организм 47
1.6. Биологическое действие низкоинтенсивного лазерного излучения 55
ГЛАВА 2. Методы и объем исследования 72
ГЛАВА 3. Гигиенические исследования 102
3.1. Гигиеническая оценка технологического оборудования, применяемого в современном машиностроении для процессов сварки и резки металлов 102
3.1.1. Результаты гигиенических исследований вредных производственных факторов при процессах сварки 102
3.1.2. Результаты гигиенических исследований вредных производственных факторов при процессах резки 119
3.2. Гигиеническая оценка условий труда в процессе сборки мощных лазерных установок, излучающих в дальней инфракрасной области спектра 136
ГЛАВА 4. Состояние здоровья работающих 160
4.1. Оценка состояния здоровья работающих в процессах резки и сварки металлов 160
4.2. Оценка состояния здоровья работающих в процессе сборки мощных лазеров, излучающих в дальней инфракрасной области спектра 164
ГЛАВА 5. Экспериментальные исследования 185
5.1. Обоснование ПДУ лазерного излучения с длиной волны 10,6 мкм 185
5.1.1. Определение порога однократного действия и коэффициента кумуляции 185
5.1.2. Особенности биологических эффектов, вызванных действием отраженным лазерным излучением различной интенсивности на организм в результате подострого эксперимента 187
5.1.3. Состояние некоторых систем организма животного при хроническом действии лазерного излучения 210
5.2. Разработка способов профилактики 225
5.2.1. Влияние лазерного излучения красной области спектра на изолированный сосуд - вену-порте крыс 225
5.2.2. Влияние лазерного излучения красной области спектра на сосуды глазного дна кролика 230
5.2.3. Влияние лазерного излучения красной области спектра на сосуды глазного дна человека 235
5.2.4. Влияние лазерного излучения красной области спектра на сосуды верхних конечностей человека 238
5.2.5. Результаты апробации способов профилактики 239
5.2.6. Результаты апробации способов профилактики в других профессиях 242
Глава 6 .Обсуждение результатов 247
ВЫВОДЫ 259
ГЛАВА 7. Мероприятия по оздоровлению условий труда в производстве мощных лазеров, излучающих в дальней инфракрасной области спектра 262
Список литературы
- Вопросы гигиены труда при работе с лазерами
- Результаты гигиенических исследований вредных производственных факторов при процессах сварки
- Оценка состояния здоровья работающих в процессе сборки мощных лазеров, излучающих в дальней инфракрасной области спектра
- Состояние некоторых систем организма животного при хроническом действии лазерного излучения
Введение к работе
Актуальность проблемы.
В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 5 ноября 1997 г. № 1387 "О мерах по стабилизации и развитию здравоохранения и медицинской науки в Российской Федерации" и распоряжением Правительства Российской Федерации об утверждении "Концепции охраны и укрепления здоровья населения России на период до 2005 г." от 31 августа 2000 г. № 1202-р сохранение здоровья работающего населения как важнейшей производительной силы общества, является важнейшей функцией государства.
В целом по промышленности, а также в большинстве её отраслей наиболее распространенными вредными производственными факторами за последние 20 лет являлись промышленные аэрозоли. Более 36 тыс. (54,3%) работников подвергались воздействию промышленных аэрозолей, а в машиностроении и металлообработке - около 30 тыс. (61,8%) работающих подвергались воздействию промышленных аэрозолей.
Только в Санкт-Петербурге около 100 тыс. человек подвергаются воздействию промышленных аэрозолей.
За период 1997-2001 гг. 25% от всей профессиональной заболеваемости в машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности Санкт-Петербурга принадлежит профессиональным заболеваниям от воздействия промышленных аэрозолей (пневмокониозы, неосложненный силикоз, силикотуберкулез, силикатозы, хронический бронхит, тотальные дистрофические заболевания верхних дыхательных путей), более 1%-хроническим марганцевым интоксикациям.
Наиболее распространенными профессиональными заболеваниями от воздействия промышленных аэрозолей в Санкт-Петербурге по итогам
обобщения данных за 1982-2001 гг. являются пневмокониозы - 56,6% из них 12,2% приходится на пневмокониоз электросварщиков и газорезчиков.
Эффективное улучшение гигиенических условий труда на многих предприятиях базовых отраслей экономики, в частности в машиностроении невозможно осуществить без внедрения новых безопасных методов обработки твердых и жаропрочных материалов.
Опыт показывает, что они не только изменяют технологию производства, но и существенно улучшают условия труда. К сожалению, наряду с этим, в производстве появляются новые факторы, которые могут оказывать неблагоприятное действие на работающих. Во вредных условиях труда работает 21,3% от общей численности занятых в промышленности. (Онищенко Г.Г., 2002). Одной из новых интенсивно развивающихся технологий, которая способна в значительной мере заменить использовании ручной электрической и газовой резки и сварки металлов, является применение когерентного излучения большой мощности, создаваемого лазерами. В настоящее время разработаны и внедряются различные типы лазерных установок, излучающих в диапазоне от ультрафиолетовой до дальней инфракрасной области спектра.
Наиболее надежными в работе, а, следовательно, и наиболее перспективными для промышленных целей являются углекислотные лазеры (Рэди Дж., 1974, 1981). Эти лазеры тщательно сконструированы и достаточно долговечны и перспективны для производственного использования. В связи с этим они заняли ведущее место в производстве промышленных лазерных изделий, что привело к расширению контингента лиц, контактирующих с отраженным лазерным излучением длиной волны 10,6 мкм. В настоящее время углекислотные лазеры используются в различных областях науки, техники, медицине для резки различных материалов - металл, дерево, ткань, биообъекты, резина, и т.д.
Лазерная медицина является передовой технологией медицины XXI века. За медицинскими лазерами большое будущее. (Гейниц А.В. с соавт., 1999). Эта область имеет большое значение с точки зрения качественной заботы о пациентах, их безопасности, эффективности и прогресса результатов (Owens Patti, 2000).
Излучение высокоинтенсивных СОг-лазеров благодаря бактерицидному эффекту, минимальной зоне термических повреждений, эффекту биосварки и надежному гемостазу повышает качество амбулаторных операций на коже и предотвращает развитие послеоперационных осложнений. Лазерные технологии вытесняют все методы традиционного хирургического и физиотерапевтического воздействия на кожные покровы (скальпель, электронож, жидкий азот и др.) (Баллюзек Ф.В. с соавт., 2000).
Применение лазера по сравнению с традиционными методами лечения позволяет в 1,5-2 раза сократить сроки нахождения больных в стационаре и является одним из перспективных направлений борьбы с внут-ригоспитальными инфекциями (Бабаянов В.Р. с соавт., 2001; Калиш Ю.И. с соавт., 2001), снизить летальность и число осложнений (Абдрашитов Х.З., с соавт., 1999).
Только на территории России используется более 2000 хирургических установок на основе мощных углекислотных лазеров (Малышев А.Ф., с соавт., 2000), продолжают разрабатываться новые как в России так и за рубежом (Беришвили И.И. с соавт., 1999; Алейников B.C., с соавт., 1999; Малышев А.Ф. с соавт., 1999; Голов B.C. с соавт., 2000).
Отмечается перспективность использования СОг-лазеров в стоматологии (Lin Chun-Pin et al., 2000).
В самое ближайшее время займут свое достойное место среди прочего повседневного медицинского оборудования лазерные диагностические комплексы (Рогаткин Д.А. с соавт., 1999). Очевидно, что круг рабо-
тающих, профессионально связанных с лазерным излучением, в том числе с мощным инфракрасным излучением, постоянно расширяется.
Возрастающая эколого-гигиеническая значимость физических факторов обусловливают актуальность проведения исследований по изучению воздействия физических факторов техногенной и природной этиологии на основе фундаментальных исследований различных систем человека на тканевом и организменном уровнях, по обоснованию и установлении безопасных доз, разработке комплексов профилактики (Суворов ГЛ. с соавт., 1998, Измеров Н.Ф., 2000).
В литературе имеются сведения о действии на организм работающего не только прямого, но и диффузно отраженного и рассеянного лазерного излучения, что вызывает много разноречивых суждений о путях формирования ответной реакции организма на этот фактор.
В тоже время в литературе отсутствуют убедительные комплексные данные, характеризующие причинно-следственную связь состояния здоровья изучаемого контингента с условиями труда.
До настоящего времени не проводилась систематизированная оценка риска нарушений здоровья у лиц, занятых в производстве лазеров, излучающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в связи с условиями их труда.
Отсутствие достаточных гигиенических и экспериментальных данных о величине предельно допустимых уровней лазерного излучения не позволяет осуществлять целенаправленную профилактику нарушений в состоянии здоровья лиц, контактирующих с отраженным лазерным излучением дальней инфракрасной области спектра.
Кроме того, отсутствует эффективная система профилактических мероприятий, направленных на оздоровление условий труда и сохранение здоровья работающих в производстве углекислотных лазеров.
Диссертационные исследования выполнялись в рамках Отраслевой научно исследовательской программы "Системная разработка мероприятий по гигиенической безопасности России 2001—2005гг". Исследования включены также в ряд региональных целевых программ Санкт-Петербурга, в частности "Охрана труда на 1998-2000 гг." и "Улучшение условий и охраны труда в Санкт-Петербурге на 2002-2005 годы" и выполнялись в соответствии с основным планом НИР Северо-западного научного центра гигиены и общественного здоровья.
Цели и задачи исследования.
Целью настоящего исследования является научное обоснование путей эффективного сохранения здоровья работающих в машиностроении и приборостроении при воздействии лазерного изучения ИК-части спектра на организм.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
Провести комплексную гигиеническую оценку условий труда при применении современного лазерного оборудования для резки и сварки металлов.
Определить уровень профессионального риска здоровью работающих при производстве мощных С02- лазеров.
Определить относительный риск возникновения заболеваний на основании изучения заболеваемости с временной утратой трудоспособности в основных профессиях при резке и сварке металлов, при производстве мощных С02- лазеров.
Изучить особенности влияния на функциональное состояние организма человека и экспериментальных животных действия ИК-лазерного излучения.
Научно обосновать гигиенический норматив отраженного лазерного излучения с длиной волны 10,6 мкм и разработать комплекс эффективных способов профилактики нарушений здоровья у работающих в производстве и применении ИК-лазеров.
Изучить действие низкоинтенсивного лазерного излучения длиной волны 0,63 мкм на особенности гемоциркуляции, дать характеристику наиболее общим закономерностям, определяющим тонус сосудов для разработки способов профилактики.
Научная новизна и теоретическая значимость исследований/
Впервые дана комплексная сравнительная гигиеническая оценка условий труда при ручной, автоматической и с использованием современного лазерного оборудования резке и сварке металлов, определен уровень профессионального риска. По результатам исследования выявлено, что лазерная технология устранила профессионально-производственные вредности, присущие традиционной сварке и резке: ручной труд, вредные химические вещества, интенсивный шум.
Впервые дана комплексная гигиеническая оценка условиям труда сборщиков лазерных установок с длиной волны 10,6 мкм. Выявлена совокупность неблагоприятных факторов, действующих в этих условиях, к числу которых относятся: диффузно отраженное лазерное излучение, напряжение зрения, нервно эмоциональное напряжение, низкие уровни естественного и искусственного освещения.
На основании клинико-физиологических, клинических исследований показано, что у сборщиков лазеров, излучающих в дальней инфракрасной области спектра, могут развиваться изменения со стороны центральной нервной системы в виде неврастенического и астеновегетатив-ного синдромов; зрительного анализатора - понижения световой чувстви-
тельности, снижения лабильности; сердечно-сосудистой системы - повышения артериального давления, увеличения влияния симпатического отдела вегетативной нервной системы, что обусловлено особенностями трудового процесса. На основании комплексных экспериментальных исследований уточнены некоторые механизмы действия и обоснован предельно допустимый уровень диффузно отраженного лазерного излучения длиной волны 10,6 мкм для глаз и кожи.
Теоретическая значимость работы состоит в установлении закономерностей, формирующих профессиональный риск нарушения здоровья работающих в процессах промышленного применения и производства лазеров, излучающих в дальней инфракрасной области спектра; обосновании использования принципа пороговости при нормировании отраженного лазерного излучения; установлении трехмерной зависимости время-доза-эффект, кумулятивного эффекта действия лазерного излучения; расчете теплофизических процессов в роговице глаза; исследовании функциональных изменений в микроциркуляторном русле кожи животного; решении основных вопросов патогенеза действия лазерного излучения длиной волны 10,6 мкм для глаз и кожи.
Разработаны научные основы профилактических мероприятий по сохранению здоровья работающих в условиях воздействия лазерного излучения ИК-части спектра, внедрение которых позволит улучшить условия труда, снизить профессиональную заболеваемость и повысить производительность труда у работающих с ИК-излучением.
Новизна технических решений по профилактике заболеваний среди работников, выполняющих трудовые операции с высокой степенью зрительного напряжения, подтверждена 12 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения, в том числе:
1. "Способ профилактики профессиональной патологии при воздействии диффузно-отраженного лазерного излучения". А. с. № 1752392.
"Устройство для снятия ангиоспазма" СПМ.№ 6140.
"Способ диагностики синдрома лазерного заболевания". Патент № 1804780.
"Способ восстановления функциональной активности сетчатки глаза". А. с. №1817316.
"Способ лечения спазма аккомодации". Патент №2013084.
"Способ стимуляции цветового зрения". Патент №2099030.
"Способ лечения дистрофических и воспалительных заболеваний заднего отдела глаза". Патент №2173120.
"Способ лечения воспалительных и дистрофических заболеваний переднего отдела глаза". Патент №2180537.
"Устройство для стимуляции функции зрения". СПМ. № 7309.
"Способ профилактики заболеваний верхних конечностей от локальной вибрации и/или физических нагрузок". Патент № 2207171.
"Способ профилактики остеохондроза шейного отдела позвоночника". Патент № 2218953.
"Способ профилактики заболеваний суставов верхних конечностей профессиональной этиологии ". Патент № 2221612.
Практическая значимость работы
Результаты работы позволили дать научное обоснование и осуществить разработку комплекса профилактических мероприятий, направленных на сохранение здоровья работающих с лазерным излучением, внедрение которых позволило улучшить их условия труда и снизить показатели заболеваемости.
Основные результаты диссертационных исследований реализованы в форме методических и нормативных документов, утвержденных феде-
ральными, региональными и отраслевыми органами управления, в том числе:
"Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров" № 5804-91.
Методические рекомендации "Снятие зрительного утомления при работах высокой точности" MP 5145-89, утв. МЗ СССР 17.10.89 г.
Методические указания "Стимуляция низкоинтенсивным излучением гелий-неонового лазера регенеративных процессов при дистрофических заболеваниях и повреждениях органа зрения и расстройств цветового зрения". № 5805-91 утв. зам. начальника Главного санитарно-эпидемиологического управления МЗ СССР 31.07.1991 г.
Методические рекомендации "Снятие периферического ангиос-пазма на руках при действии локальной вибрации" MP 01-19/36-17. Утв. Заместителем председателя госкомсанэпиднадзора России. 20.04.1995.
Пособие для врачей "Совершенствование методики снятия зрительного утомления при зрительно-напряженных работах у женщин." Утв. Председателем секции по гигиене Ученого медицинского Совета МЗ России 21.06.1999.
Инструкция "Снятие зрительного утомления действием на глаза диффузно рассеянного лазерного излучения и активацией тканевого обмена в сетчатой оболочке глаза". Утв. Главным государственным санитарным врачом по Санкт-Петербургу 29.06.1998 г.
Методические рекомендации "Снятие зрительного утомления при зрительно напряженных работах" Утв. Главным государственным санитарным врачом по Санкт-Петербургу 11.11.1999г.
Методические рекомендации "Профилактика заболеваний верхних конечностей от локальной вибрации и физических нагрузок на основе применения низкоинтенсивного лазерного излучения". Утв. Главным государственным санитарным врачом по Санкт-Петербургу 28.06.1999г.
Методические рекомендации "Профилактика заболеваний суставов верхних конечностей на основе использования низкоинтенсивного лазерного излучения". Утв. Главным государственным санитарным врачом по Санкт-Петербургу 22.04.2004г.
Методические рекомендации "Комплекс упражнений и массажных приемов для снятия функционального перенапряжения мышц верхних конечностей". Утв. Главным специалистом по профпатологии комитета по здравоохранению администрации Санкт-Петербурга 20.07.2004г.
Методические рекомендации "Комплекс упражнений и массажных приемов для снятия функционального перенапряжения мышц верхних конечностей". Утв. Главным государственным санитарным врачом по Ленинградской области 01.07.2004 г.
Результаты научных исследований по разработке профилактических мероприятий использованы при реализации целевых программ Санкт-Петербурга: "Охрана труда на 1998-2000 гг." и "Улучшение условий и охраны труда в Санкт-Петербурге на 2002-2005 годы" (Справка о внедрении Комитета по труду и социальной защите населения от 29.01.04 г.).
Результаты научных исследований используются в учебном процессе ГОУВПО "Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И. Мечникова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (акт внедрения от 28.01.04г.)
Внедрение профилактических мероприятий на предприятиях Санкт-Петербурга позволило улучшить условия труда, повысить производительность труда в среднем на 17 % (акт внедрения ЦГСЭН по Санкт-Петербургу от 21 .01.04г., акт внедрения ОАО "Русские самоцветы" № 57/26 от 22.01.04, справка Центра лазерных технологий от 26.01.04г.)
Апробация работы
Основные результаты диссертационных исследований докладывались и обсуждались на различных научных конференциях и форумах, в том числе: Всесоюзном симпозиуме "Офтальмоэргономика операторской деятельности", Ленинград, 1986; Всесоюзной конференции "Оптика лазеров", Ленинград, 1987; Международном симпозиуме по применению лазеров в хирургии и медицине, Москва, 1988; Всесоюзном симпозиуме "Телевизионная микроскопия в исследовании сердечно-сосудистой системы", Ленинград, 1990; Республиканской конференции "Лазеры в биологии и медицине: практика", Тарту, 1990; Международной конференции "Новое в лазерной медицине и хирургии", Москва, 1990; Международном симпозиуме "Офтальмоэргономика: итоги и перспективы", Москва, 1991; Международном симпозиуме "Гигиена физических факторов окружающей и производственной среды", Киев, 1993; VIII Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей, Москва, 1996; Российской научно-практической конференции «Опыт обеспечения безопасных, благоприятных условий труда и укрепление здоровья работников на производстве», Санкт-Петербург, 1996; Международном симпозиуме "Полупроводниковые и твердотельные лазеры в медицине-97", Санкт-Петербург, 1997; П Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», Санкт-Петербург, 1997; Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей, Москва, 2001; Научно-практической конференции Северо-Западного региона Российской Федерации с международным участием "Высокие хирургические лазерные и информационные технологии в медицине Санкт-Петербурга и Северо-Западного региона Российской Федерации: перспективы дальнейшего развития", Санкт-Петербург, 2003.
Основные положения, выносимые на защиту:
Использование мощных инфракрасных лазеров на предприятиях машиностроения для сварки и резки металлов является гигиенически эффективным технологическим решением, снижающим профессиональный риск, обусловленный воздействием на организм комплекса вредных производственных факторов: воздействие вредных веществ, интенсивного шума, функционального напряжения и тяжести труда.
Условия труда сборщиков, занятых в производстве лазерных установок с длиной волны 10,6 мкм, характеризуются воздействием на организм диффузно отраженного лазерного излучения, напряжением органа зрения, нервно-эмоциональным напряжением, обусловливая увеличение заболеваемости с временной утратой трудоспособности.
Профессиональная деятельность сборщиков лазерных установок с длиной волны 10,6 мкм приводит к изменению состояния функции зрения, сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, проявляющиеся в снижении световой чувствительности, лабильности зрительного анализатора, развитии нейроциркуляторных дистоний и неврастенического, астенического синдромов.
На основании комплексных гигиенических, физиологических, экспериментальных исследований разработан норматив диффузно отраженного лазерного излучения длиной волны 10,6 мкм.
Разработанные устройства и способы, в основе которых лежит действие низкоинтенсивного лазерного излучения красной области спектра, являются эффективными средствами для реабилитации функции зрения и опорно-двигательного аппарата сборщиков лазеров инфракрасного диапазона, операторов лазерной сварки и резки металлов.
Личный вклад автора состоит в выявлении основных неблагоприятных факторов условий труда при применении ИК-лазеров в современных процессах сварки и резки металлов; в выявлении основных неблагоприятных факторов условий труда у сборщиков инфракрасных лазеров, в определении структуры основных форм профессионально обусловленных заболеваний, установлении влияния трудового процесса на функции зрения, нервную и сердечно-сосудистую системы, разработке мер профилактики и аппаратуры для неё.
Материалы, изложенные в работе, получены в результате исследований, в которых автор является руководителем разделов и ответственным исполнителем НИР: №№ гос. регистрации 01840001203, 01890029661, 01890050677,01890050678,01910021788,0196000512,01200004371.
Автором проведены гигиенические исследования на производстве, собраны первичные материалы по заболеваемости с временной утратой трудоспособности сборщиков лазеров, организовано медицинское обследование, проведены исследования различных функций организма сборщиков в динамике рабочего дня и рабочей недели, проанализированы полученные данные. Автор принимала непосредственное участие в проведении экспериментальных исследований по обоснованию ПДУ. Разработана аппаратура и проведены профилактические мероприятия среди профессиональных групп. Автором проведен анализ отечественных и зарубежных литературных источников, проведено обобщение и анализ результатов исследований, сформулированы выводы, разработаны профилактические рекомендации.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 48 научных работ, в том числе 22 - в ведущих рецензируемых научных изданиях.
Вопросы гигиены труда при работе с лазерами
Воздействие лазерного излучения на работающего возможно либо в сфере изготовления лазеров, либо в сфере применения лазерных приборов для различных целей.
В литературе имеются сведения, характеризующие условия труда при применении лазерных установок в том или ином технологическом процессе. Уже первые исследования свидетельствовали, что при работе с лазерами имеет место ряд неблагоприятных факторов, способных оказать комплексное воздействие на работоспособность и состояние здоровья работающих. Специфическим фактором является генерируемое монохроматическое, когерентное световое излучение. Сопутствующими факторами при работе лазерных установок в зависимости от их типа, конструкции и целевого назначения являются ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное излучение от источника накачки, плазменного фактора и материала мишени, высокое напряжение в цепях управления и источника электропитания, электромагнитное излучение промышленной частоты и радиочастотного диапазона, шум, вибрация, токсические газы и пары от лазерных систем с прокачкой, продукты взаимодействия лазерного излучения с обрабатываемыми материалами. При этом отмечается, что ведущая роль принадлежит лазерному излучению (Бутман А.Б. с соавт., 1968; Коше-левН.Ф., 1973). Гелий-неоновые лазерные установки, излучающие в красной области спектра выходной мощностью 1-50 мВт широко применяются для настройки лазеров инфракрасного диапазона, в голографии, строительстве, медицине, дефектоскопии и т.д. Диапазон энергетических экспозиций лазерного излучения, действующего на рабочего достаточно широк и со-ставляет от 4x10" Дж/см до 1,8x10 Дж/см . Величина энергетической экспозиции зависит от выходной мощности приборов, объекта, от которого отражается излучение, и от расстояния, на котором находится работающий (Семенов А.И., 1976; Семенов А.И. с соавт., 1977).
Основным преимуществом работы лазеров такого типа является отсутствие действия на работающего сопутствующих факторов, связанных с работой прибора (Пальцев Ю.П., с соавт., 1983г.).
При изучении условий труда в процессе изготовления гелий-неоновых, аргоновых (излучающих в зеленой области спектра) лазеров было показано, что наряду с неблагоприятными производственными факторами характер труда работающих усугубляется нервно-эмоциональным напряжением, связанным с потенциальной опасностью облучения глаз коллимированным лазерным лучом в момент юстировки, ограничением времени выполнения юстировки (Ушкова И.Н. с соавт., 1979; Ушко-ва И.Н. с соавт., 1986, Ушкова И.Н., 1987).
В лабораториях научно-исследовательских институтов используются лазеры различных длин волн видимого диапазона, а также ближнего инфракрасного при применении твердотельных лазеров работающих на гранате. Изучение условий труда ученых показало, что неблагоприятное воздействие лазерного излучения усиливается в результате недостаточной освещенности рабочих мест, которая обеспечивается в основном за счет искусственного общего освещения. Естественное освещение часто снижается зашториванием окон. Уровень освещенности на рабочем месте у лазерных установок в большинстве случаев составляет 40-100лк. Также авторами показано, что для НИИ характерно отсутствие или неполная экранизация луча, а также множественные отражающие поверхности. Все это приводит к тому, что энергетические экспозиции излучения часто превышают ПДУ, что небезопасно для глаз человека (Игнатьева Ю.М., 1982; Игнатьева Ю.М., с соавт., 1982; Себрант Ю.В. с соавт., 1982).
В машиностроении наиболее широкое применение нашли твердотельные импульсные лазеры, генерирующие излучение с длиной волны 0,69 и 1,06 мкм с различной частотой повторения импульсов и используемые для сварки, резки, сверления отверстий в материалах любой прочности (Семенов А.И. с соавт., 1977). Лазерная обработка материалов имеет определенные преимущества перед другими технологическими процессами, позволяет полностью автоматизировать ряд трудовых операций, добиться высокой точности и скорости обработки особо прочных материалов, что способствует повышению производительности и получению существенного экономического эффекта. Гигиеническая оценка на предприятиях показала, что специалисты, работающие на лазерных установках, подвергаются воздействию диффузно отраженного излучения.
При изучении условий труда с применением технологических лазерных установок типа "Корунд", АК-345М, АК-378 в часовой промышленности (Кашуба А.А., 1976, 1977; Комарова А.А. и соавт., 1976; Пече-нинаЛ.А., 1985) показано, что принципиально изменился технологический процесс и в связи с этим условия и характер труда рабочих. Устранены профессионально-производственные вредности, присущие механической сверловке: монотонный ручной труд, вредные химические вещества, вибрация, интенсивный шум. Однако появился новый производственный фактор - лазерное излучение.
Результаты гигиенических исследований вредных производственных факторов при процессах сварки
Проведенные исследования показали, что на рабочих местах сварщиков имеет место образование аэрозоля состоящего из высокодисперсной пыли - твердой составляющей (ТССА) и газовой составляющей (ГССА). В зависимости от характера процесса, состава свариваемых сталей, используемых лент проволок и флюсов в состав аэрозоля входят: соединения марганца, хрома, никеля, алюминия, двуокиси кремния, растворимые и нерастворимые фториды, а также токсичные газы: озон, оксиды азота, гидрофторид, окись углерода. Традиционным компонентом сварочного аэрозоля является двуокись кремния. Концентрации SiC 2 колеб-лютея в пределах 0,12 - 1,44 мг/м . Если использовались материалы, содержащие алюминий, то его концентрации могут колебаться в пределах от 0 до 0,6 мг/м не превышая ПДК (2 мг/м ). При определении вещественного состава солей фтористоводородной кислоты, установлено, что водорастворимые фториды могут содержаться в незначительных количествах и их максимальная концентрация в воздухе составляет 0,01 -0,03 мг/м , что на порядок ниже ПДК (0,2 мг/м ).
При всех видах сварки, за исключением лазерной, в зоне дыхания работающих концентрации сварочного аэрозоля достигают величин, превышающих ПДК. Сварочный аэрозоль содержит в своем составе нерастворимые фториды, при большей части операций их средние концен-трации превышают ПДК (0,5 мг/м ). При использовании марганецсодер-жащих сварочных материалов при автоматизированной сварке максимальные концентрации соединений марганца находятся в пределах 0,330-0,640 мг/м , что выше ПДК, если они рассматриваются как аэро-золь дезинтеграции (0,3 мг/м ). При ручной сварке не только максималь-ные - 0,130 - 0,820 мг/м , но и средние концентрации 0,06 - 0,330 мг/м превышают ПДК для аэрозоля конденсации (0,05 мг/м3). Большая часть сварочных операций связана с применением легированных материалов. Легирующими элементами являются, в основном, соединения хрома и никеля. Концентрации их в воздухе при различных видах операций колеблются в очень широких пределах. Максимальные концентрации, как правило, превышают соответствующие ПДК (0,05 мг/м для Ni и 0,1 мг/м3 для Сг). Нередко это имеет место и по отношению к средним концентрациям, которые в ряде случаев могут превышать ПДК до 20 раз. При ручных операциях средние концентрации хрома могут превышать ПДК до 70 раз. При лазерной сварке в зоне дыхания оператора концентрации токсических веществ не превышают предельно допустимые уровни. Загрязнение токсичными газами при сварочных операциях выражено в меньшей степени.
Максимальные концентрации токсичных газов при выполнении различных сварочных работ представлены в таблице 3.2. Средние концентрации озона и гидрофторида при ручной и автоматизированной сварке нередко в 2-3 раза превышают их допустимые величины. Концентрации диоксида азота не превышают соответствующих ПДК. Полученные данные подтверждают ранее высказанное предположение об улучшении состояния воздуха рабочей зоны при использовании лазерной сварки.
Измерение уровней шума на рабочих местах проводилось в процессе выполнения основных технологических операций. Основными источниками шумообразования на изучаемых участках явились само сварочное оборудование, шум, образующийся в результате технологического процесса, приточно-вытяжная вентиляция. Измеренные уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука представлены в таблице 3.3.
Как видно из таблицы измеренные уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука при лазерной технологии несколько ниже чем при ручной и автоматизированной.
Расчетный эквивалентный уровень звука за смену составляет соответственно 82, 77, 74 дБА для ручной, автоматизированной и лазерной сварке при ПДУ с учетом тяжести и напряженности трудового процесса 65 дБА для ручной сварке, 60 дБА для автоматизированной и лазерной сварке.
Естественное освещение представлено боковыми оконными проемами, искусственное освещение помещений оборудовано лампами ДРЛ. Уровни освещенности представлены в таблице 3.4.
Оценка состояния здоровья работающих в процессе сборки мощных лазеров, излучающих в дальней инфракрасной области спектра
Количество анализируемых лиц составило 184 человека в профессиональной и 190 человек в контрольной группах.
Заболеваемость изучалась по следующим показателям: случаев и дней нетрудоспособности, средняя длительность одного случая и показатели заболеваемости по отдельным нозологическим формам на 100 круглогодовых работающих. Данные анализа результатов оценки основных показателей заболеваемости с временной утратой трудоспособности в изучаемых группах представлены в таблице 4.4.
Из анализа данных установлено, что случаев и дней нетрудоспособности в профессиональной группе меньше, чем в контрольной. Средняя длительность 1 случая заболевания в профессиональной группе выше на 14%.
Основные показатели заболеваемости с временной утратой трудоспособности в изучаемых группах на 100 работающих Наименование групп Случаев нетрудоспособности Дней нетрудоспособности Средняя длительность одного случая Основная 61,3 618,7 10,1 Контроль 91,3 741,7 8,1
Показатели заболеваемости по нозологическим формам на 100 круглогодовых работающих (см. табл. 4.5) свидетельствует, что наибольший уровень заболеваемости с временной утратой трудоспособности в основной группе обусловлен заболеваниями классов V, VI, IX, X, XI. А15. Туберкулез органов дыхания, подтвержденный бактериологически и гистологически 0 0,31 0 15,72
V. Психические расстройства и расстройства поведенияF45.3. Соматоформная дисфункция вегетативной нервной системы 1,7 1,5 13,2 8,5
VI. Болезни нервной системыG50-59. Поражение отдельных нервов, нервных корешков и сплетений 5,3 0,51 65,5 3,27
VII. Болезни глаза и его придаточного аппаратаН10-Н22. Болезни конъюнктивы, склеры, роговицы, радужной оболочки и цилиарного тела 0,3 1,3 11,1 13,4
VIII. Болезни уха и сосцевидного отросткаН60-Н62. Болезни наружного уха 0,7 1,2 6,2 12,1
IX. Болезни системы кровообращения110-115. Болезни, характеризующиеся повышенным кровяным давлением120-125. Ишемическая болезнь сердца170-179. Болезни артерий, артериол и капилляров 2,92,3 0 4,60,61 0,23 16,512,4 0 85,07,28 2,02
X. Болезни органов дыханияJ00-J06. Острые респираторные инфекции верхних дыхательных путей 2,8 4,4 13,0 31,2 Продолжение таблицы 4. 1 2 3 4 5 J10. Грипп, вызванный идентифицированным вирусом гриппаЛ1. Грипп, вирус не идентифицированJ18. Пневмония без уточнения возбудителяJ20-J22. Другие острые респираторные инфекции нижних дыхательных путейJ30-J39. Другие болезни верхних дыхательных путейJ42. Хронический бронхит неуточненный 8,90,71 16,33,91,2 7,80,53 21,92,7 1,8 56,918,7 9438,8 10,1 48,713,4 139,633,2 34,45
XI. Болезни органов пищеваренияК25. Язва желудкаК26. Язва двенадцатиперстной кишкиК29. Гастрит и доуденитК70-К77. Болезни печениК80-К87. Болезни желчного пузыря, жел-чевыводящих путей и поджелудочной железы 1,1 01,51Д 4,6 0,63 0,391,2 1,7 2,4 9,1019,136,848,3 21,387,431559,2 34,8
XII. Болезни кожи и подкожной клетчатки.L00-L08. Инфекции кожи и подкожной клетчаткиL80-L99. Другие болезни кожи и подкожной клетчатки 1,1 1,1 9,1 0,76 1,2 8,9 14,6 12,7
XIV. Болезни мочеполовой системыN00-N08. Гломерулярные болезниN10-N16. Тубулоинтерстициальные болезни почекN17-N19. Почечная недостаточностьN20-N23. Мочекаменная болезньN25-N29. Другие болезни почки и мочеточникаN30-N39. Другие болезни мочевыдели-тельной системы 0,8 1,8 10,3 27,6
В анализе заболеваемости по нозологическим формам следует выделить класс V "психические расстройства и расстройства поведения"В основной группе чаще на 13% регистрируется неврастенический и асте-новегетативный синдромы. Длительность 1 случая в основной группе выше на 36%. Патология VI класса, а именно, поражение отдельных нервов, нервных корешков и сплетений в основной группе по случаям дней нетрудоспособности превышает в 10,4 раза, по дням нетрудоспособности в 20 раз. Это различие может быть связано с характером работы: с резким и достаточно тяжелым, до 60 кг, подъемам груза, работе в режиме стоя до 20%) времени, наклонами корпуса под углом до 30 в течение 17-20%) времени смены. В классе IX "Болезни системы кровообращения" в основной группе ишемическая болезнь сердца регистрируется в 3,8 раза чаще. Длительность одного случая в основной группе превышает длительность одного случая в контрольной группе в 1,7 раза. Патология X класса представлена в убывающем порядке следующими заболеваниями: грипп, острые респираторные заболевания верхних и нижних дыхательных путей, пневмония. Существенных различий по показателям заболеваемости между основной и контрольной группами не выявлено. В патологии органов пищеварения превалирует патология желчного пузыря, желчевыводящих путей. В основной группе эта патология встречается в 1,9 раза чаще.
Таким образом, анализ заболеваемости с временной утратой трудоспособности выявил преобладание в основной группе соматоформной дисфункции вегетативной нервной системы в виде неврастенического и астено-вегетативного синдромов, болезни нервной системы в виде поражения отдельных нервов, нервных корешков и сплетений, болезни системы кровообращения в виде ишемической болезни сердца. Возникновение вегетативных нарушений в частности неврастенического и астеновегетативного синдромов, по-видимому, обусловлено характером труда, требующим повышенного напряжения психофизиологических функций организма. Заболевания, связанные с поражением отдельных нервов, нервных корешков и сплетений, по-видимому, обусловлены тяжестью трудового процесса. Отмечается повышенный риск возникновения болезней нервной системы и ИБС в группе сборщиков лазерных установок. RR, соответственно, составляет 10,3 (1,34-7,98) при р 0,05; 4,13 (0,47-36,6) при р 0,05.
Результаты медицинского обследования
С целью изучения влияния лазерного излучения инфракрасного диапазона на состояние здоровья обследовано 180 человек профессиональной группы и 61 человек контрольной группы, т.е. специалистов тех же предприятий, но не подвергающихся действию лазерного излучения.
Проведен тщательный анализ полученного материала, из разработки были исключены женщины, лица старше 46 лет, а также имеющие в анамнезе хронические заболевания с признаками функциональной недостаточности, с частыми обострениями, перенесшие травмы головного мозга, острые инфекционные заболевания с поражением центральной нервной системы. Таким образом, для характеристики состояния здоровья работающих в условиях действия лазерного излучения ИК-диапазона была отобрана группа специалистов в количестве 56 человек. В таблицах 4.6 и 4.7 представлено распределение обследованных по возрасту и стажу.
Данные, приведенные в таблицах, свидетельствуют, что большинство обследованных и в основной, и в контрольной группах были в возрасте 30-40 лет, процент распределения составил, соответственно, 60,7 и 52,5. По данной специальности работают до 5 лет 25% в основной и 27,8% в контрольной группах, свыше 5 лет - 75% в основной и 72,2% в контрольной группах.
При обследовании жалобы различного характера предъявляли 50% работающих с излучением и 42,6% лиц контрольной группы. Характер и частота жалоб у обследованных основной и контрольной групп представлены в таблице 4.8.
Состояние некоторых систем организма животного при хроническом действии лазерного излучения
При обосновании ПДУ лазерного излучения длиной волны 0,63 мкм (УшковаИ.Н., ДворкинЭ.А., 1983) за минимальную эффективную дозу принималась та доза, которая вызывает эффект у 50% подопытных животных (Беленький М.Л., 1963). Исходя из этого, минимальной эффективной дозой рассеянного лазерного излучения длиной волны 10,6 мкм считается минимальная энергетическая экспозиция излучения, однократное воздействие которой приводит к деэпитализации роговой оболочки у 50% кроликов. Эффект действия оценивается по биомикроскопии с использованием метода прижизненной окраски эпителия роговицы 1% раствором флюоресцеина натрия. Для установления пороговой дозы излучения были определены: минимальные эффективные энергетическая освещенность (ЕД50) и время (ЕТ5о) воздействия. Осуществлялось облучение глаза животного рассеянным излучением СОг лазера с длиной волны 10,6 мкм по схеме, представленной на рис. 2.1. Луч лазера (1), пройдя через диафрагму (2), ослабляющую мощность луча, попадает на германиевую линзу (3), расфокусируется ею и далее рассеивается и ослабляется с помощью кварцевого стекла (4), селеново-цинкового фильтра (5), титановой пластины (6). Сформированное таким образом излучение попадает на орган-мишень глаз или кожу животного.
Экспериментальные исследования выполнены в два этапа. На первом этапе (левая часть таблицы 5.1) при фиксированном времени действия 240с варьировалась величина энергетической освещенности. Определялась величина, которая вызывает деэпитализацию роговой оболочки (ЕД so)- На втором этапе (правая часть таблицы 5.1) при фиксированной энергетической освещенности, равной (ЕД50), определяли (ЕТ5о). Применяемые энергетические освещенности - 0,11; 0,22; 0,33; 0,44 Вт/см2, время действия - 30, 60, 120, 240 секунд. Эффект действия излучения в зависимости от энергетической освещенности и времени облучения представлен в таблице 5.1.
Энергетическая освещенность Случаи помутнения роговицы(%) Времяоблучения(с) Случаи помутнения роговицы(%)
При энергетической освещенности лазерного излучения 0,11 Вт/см2 и времени действия 240 секунд, повреждений роговицы не наблюдалось. Энергетическая освещенность, равная 0,22 Вт/см2, вызывала изменения в виде помутнения роговицы в 17% случаев при том же времени действия. Энергетическая освещенность 0,33 Вт/см2 приводила к помутнению роговицы в 66 % случаев. Поверхностные точечные эрозии роговицы полностью эпителизировались через сутки после облучения. Лазерное излучениє энергетической освещенности 0,44 Вт/см2 и той же длительности действия вызывало в 100% случаев глубокие эрозии с интенсивным помутнением роговицы. Через сутки после облучения глубокие эрозии заканчивались образованием стойких помутнений роговицы. Обработку экспериментальных данных проводили методом пробит-анализа (Прозоровский В.Б., 1962). Величина ЕД5о оказалась равной 0,29 Вт/см2. На втором этапе определяли ЕТ5о. При фиксированной энергетической освещенности 0,29 Вт/см2 варьировалось время облучения от 30 с до 4 минут. При времени облучения 60 с, энергетическая освещенность 0,29 Вт/см2 вызывала в 33% случаев поверхностные точечные эрозии роговицы, при увеличении времени действия до 120 с характер повреждений оставался тем же, но их количество существенно возрастало (66%) случаев). С повышением времени действия до 240 с, наряду с указанными изменениями, наблюдались также эрозии большого размера и эрозии с помутнением роговицы. На основании экспериментальных данных 2 этапа методом пробит-анализа была вычислена величина ЕТ50, равная 102 с. Порог однократного вредного действия оказался равным ЕТ5о х ЕД5о - 29,6 Дж/см2. Далее на пороговом уровне был определен коэффициент кумуляции. Для этого животные ежедневно в течение 5 дней подвергались действию отраженного излучения СО2 лазера. Однократная доза ежедневного облучения составляла 29,6 Дж/см2, суммарная - 178 Дж/см2. Коэффициент кумуляции оказался равным - 2,75.
![Гигиеническая оценка нарушений здоровья детей, проживающих в условиях воздействия техногенных и природных радионуклидов [Электронный ресурс]](/i/i/4354/188923.png "Гигиеническая оценка нарушений здоровья детей, проживающих в условиях воздействия техногенных и природных радионуклидов [Электронный ресурс] Черкашина Анна Глебовна")
