راية 6

 

49. إشعاع غير مؤين

محرر الفصل:  بينغت كناف


 

جدول المحتويات 

الجداول والأشكال

المجالات الكهربائية والمغناطيسية والنتائج الصحية
بينغت كناف

الطيف الكهرومغناطيسي: الخصائص الفيزيائية الأساسية
كجيل هانسون معتدل

الاشعة فوق البنفسجية
ديفيد هـ

الأشعة تحت الحمراء
ر. ماتيس

إشعاع الضوء والأشعة تحت الحمراء
ديفيد هـ

الليزر
ديفيد هـ

حقول الترددات الراديوية والميكروويف
كجيل هانسون معتدل

المجالات الكهربائية والمغناطيسية VLF و ELF
مايكل هـ. ريباتشولي

المجالات الكهربائية والمغناطيسية الساكنة
مارتينو جراندولفو

طاولات الطعام

انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.

1. المصادر والتعرض لـ IR
2. وظيفة الخطر الحراري لشبكية العين
3. حدود التعرض لأشعة الليزر النموذجية
4. تطبيقات المعدات باستخدام النطاق> 0 إلى 30 كيلو هرتز
5. المصادر المهنية للتعرض للمجالات المغناطيسية
6. آثار التيارات التي تمر عبر جسم الإنسان
7. التأثيرات البيولوجية لنطاقات الكثافة الحالية المختلفة
8. حدود التعرض المهني - المجالات الكهربائية / المغناطيسية
9. دراسات على الحيوانات المعرضة لمجالات كهربائية ساكنة
10 التقنيات الرئيسية والمجالات المغناطيسية الساكنة الكبيرة
11 توصيات ICNIRP للمجالات المغناطيسية الثابتة

الأرقام

أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.

ELF010F1ELF010F2ELF020T1ELF040F1ELF040F2ELF040F3ELF060F1ELF060F2


انقر للعودة إلى رأس الصفحة

الثلاثاء، شنومكس مارس شنومكس شنومكس: شنومكس

المجالات الكهربائية والمغناطيسية والنتائج الصحية

في السنوات الأخيرة ، زاد الاهتمام بالآثار البيولوجية والنتائج الصحية المحتملة للمجالات الكهربائية والمغناطيسية الضعيفة. تم تقديم دراسات حول المجالات المغناطيسية والسرطان والتكاثر وردود الفعل السلوكية العصبية. في ما يلي ، يتم تقديم ملخص لما نعرفه ، وما الذي لا يزال بحاجة إلى التحقيق ، وعلى وجه الخصوص ، ما هي السياسة المناسبة - ما إذا كان ينبغي ألا تتضمن أي قيود على التعرض على الإطلاق ، أو "تجنب حكيم" أو تدخلات باهظة الثمن.

ما نعرفه

السرطان.

يبدو أن الدراسات الوبائية حول سرطان الدم لدى الأطفال والتعرض السكني من خطوط الكهرباء تشير إلى زيادة طفيفة في المخاطر ، وقد تم الإبلاغ عن زيادة مخاطر سرطان الدم وأورام المخ في المهن "الكهربائية". عززت الدراسات الحديثة بتقنيات محسنة لتقييم التعرض بشكل عام الدليل على وجود ارتباط. ومع ذلك ، لا يزال هناك نقص في الوضوح فيما يتعلق بخصائص التعرض - على سبيل المثال ، تردد المجال المغناطيسي وتقطع التعرض ؛ ولا يُعرف الكثير عن عوامل التباس أو تعديل التأثير المحتملة. علاوة على ذلك ، أشارت معظم الدراسات المهنية إلى نوع خاص من سرطان الدم ، وهو سرطان الدم النخاعي الحاد ، في حين وجد البعض الآخر معدلات أعلى للإصابة بنوع آخر ، وهو سرطان الدم الليمفاوي المزمن. لم تقدم دراسات سرطان الحيوانات القليلة التي تم الإبلاغ عنها الكثير من المساعدة في تقييم المخاطر ، وعلى الرغم من العدد الكبير من دراسات الخلايا التجريبية ، لم يتم تقديم آلية معقولة ومفهومة يمكن من خلالها تفسير التأثير المسرطنة.

الإنجاب ، مع إشارة خاصة إلى نتائج الحمل

في الدراسات الوبائية ، تم الإبلاغ عن نتائج سلبية للحمل وسرطان الطفولة بعد تعرض الأم وكذلك الأب للمجالات المغناطيسية ، يشير التعرض الأبوي إلى تأثير سام للجينات. لم تنجح الجهود المبذولة لتكرار النتائج الإيجابية من قبل فرق البحث الأخرى. كانت الدراسات الوبائية على مشغلي وحدة العرض المرئي (VDU) ، الذين يتعرضون للمجالات الكهربائية والمغناطيسية المنبعثة من شاشاتهم ، سلبية بشكل أساسي ، وكانت الدراسات المسخية للحيوان مع الحقول الشبيهة بـ VDU متناقضة للغاية لدعم استنتاجات جديرة بالثقة.

ردود الفعل السلوكية العصبية

يبدو أن دراسات الاستفزاز على المتطوعين الشباب تشير إلى تغيرات فسيولوجية مثل تباطؤ معدل ضربات القلب وتغيرات مخطط كهربية الدماغ (EEG) بعد التعرض لمجالات كهربائية ومغناطيسية ضعيفة نسبيًا. يبدو أن ظاهرة فرط الحساسية الأخيرة للكهرباء متعددة العوامل في الأصل ، وليس من الواضح ما إذا كانت الحقول متورطة أم لا. تم الإبلاغ عن مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأعراض والمضايقات ، خاصة الجلد والجهاز العصبي. يعاني معظم المرضى من شكاوى جلدية منتشرة في الوجه ، مثل الاحمرار ، والورد ، والخشونة ، والحرارة ، والدفء ، والشعور بالوخز ، والألم والشد. كما يتم وصف الأعراض المصاحبة للجهاز العصبي ، مثل الصداع ، والدوخة ، والتعب والضعف ، والوخز والإحساس بالوخز في الأطراف ، وضيق التنفس ، وخفقان القلب ، والتعرق الغزير ، والاكتئاب ، وصعوبة في الذاكرة. لم يتم تقديم أعراض مرض عصبي عضوي مميز.

تعرض

يحدث التعرض للمجالات في جميع أنحاء المجتمع: في المنزل والعمل والمدارس وتشغيل وسائل النقل التي تعمل بالكهرباء. يتم إنشاء مجالات كهربائية ومغناطيسية حيثما توجد أسلاك كهربائية ومحركات كهربائية ومعدات إلكترونية. يبدو أن متوسط ​​شدة مجال يوم العمل من 0.2 إلى 0.4 ميكرومتر (ميكروتسلا) هو المستوى الذي يمكن أن يكون هناك خطر متزايد فوقه ، وقد تم حساب مستويات مماثلة للمتوسطات السنوية للأشخاص الذين يعيشون تحت أو بالقرب من خطوط الكهرباء.

يتعرض العديد من الأشخاص بالمثل فوق هذه المستويات ، وإن كان ذلك لفترات أقصر ، في منازلهم (عن طريق المشعات الكهربائية ، وآلات الحلاقة ، ومجففات الشعر والأجهزة المنزلية الأخرى ، أو التيارات الشاردة بسبب الاختلالات في نظام التأريض الكهربائي في المبنى) ، في العمل (في بعض الصناعات والمكاتب التي تنطوي على القرب من المعدات الكهربائية والإلكترونية) أو أثناء السفر في القطارات وغيرها من وسائل النقل التي تعمل بالكهرباء. أهمية مثل هذا التعرض المتقطع غير معروفة. هناك شكوك أخرى فيما يتعلق بالتعرض (بما في ذلك الأسئلة المتعلقة بأهمية التردد الميداني ، أو العوامل المعدلة أو المربكة الأخرى ، أو معرفة إجمالي التعرض ليلا ونهارا) والتأثير (بالنظر إلى الاتساق في النتائج فيما يتعلق بنوع السرطان) وفي الدراسات الوبائية التي تجعل من الضروري تقييم جميع تقييمات المخاطر بحذر شديد.

تقييم المخاطر

في الدراسات السكنية الإسكندنافية ، تشير النتائج إلى تضاعف خطر الإصابة بسرطان الدم فوق 0.2 ميكرومتر ، وهي مستويات التعرض المقابلة لتلك التي يتم مواجهتها عادةً في حدود 50 إلى 100 متر من خط الكهرباء العلوي. ومع ذلك ، فإن عدد حالات سرطان الدم لدى الأطفال تحت خطوط الكهرباء قليل ، وبالتالي فإن الخطر منخفض مقارنة بالمخاطر البيئية الأخرى في المجتمع. يُحسب أنه كل عام في السويد توجد حالتان من سرطان الدم لدى الأطفال تحت أو بالقرب من خطوط الكهرباء. قد تُعزى إحدى هذه الحالات إلى مخاطر المجال المغناطيسي ، إن وجدت.

يكون التعرض المهني للمجالات المغناطيسية أعلى عمومًا من التعرض السكني ، وتعطي حسابات مخاطر سرطان الدم وأورام المخ للعمال المعرضين قيمًا أعلى من تلك الخاصة بالأطفال الذين يعيشون بالقرب من خطوط الكهرباء. من الحسابات المستندة إلى المخاطر المنسوبة المكتشفة في دراسة سويدية ، يمكن أن تُعزى ما يقرب من 20 حالة من حالات اللوكيميا و 20 حالة من أورام المخ إلى المجالات المغناطيسية كل عام. يجب مقارنة هذه الأرقام مع العدد الإجمالي لحالات السرطان السنوية البالغة 40,000 في السويد ، تم حساب 800 منها على أنها من أصل مهني.

ما الذي لا يزال بحاجة إلى التحقيق

من الواضح تمامًا أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث من أجل ضمان فهم مرضٍ لنتائج الدراسة الوبائية التي تم الحصول عليها حتى الآن. هناك دراسات وبائية إضافية قيد التقدم في بلدان مختلفة حول العالم ، ولكن السؤال هو ما إذا كانت ستضيف المزيد إلى المعرفة التي لدينا بالفعل. في واقع الأمر ، ليس معروفًا أي خصائص الحقول هي المسببة للتأثيرات ، إن وجدت. وبالتالي ، نحتاج بالتأكيد إلى مزيد من الدراسات حول الآليات الممكنة لشرح النتائج التي جمعناها.

يوجد في الأدبيات ، ومع ذلك ، عدد كبير من المختبر دراسات مكرسة للبحث عن الآليات الممكنة. تم تقديم العديد من نماذج تعزيز السرطان ، بناءً على التغيرات في سطح الخلية وفي نقل غشاء الخلية لأيونات الكالسيوم ، وتعطل الاتصال الخلوي ، وتعديل نمو الخلايا ، وتفعيل تسلسلات جينية محددة عن طريق نسخ الحمض النووي الريبي المعدل (RNA) ، والاكتئاب من إنتاج الميلاتونين الصنوبرية ، وتعديل نشاط ornithine decarboxylase واحتمال تعطيل آليات التحكم في الهرمونات والجهاز المناعي لمكافحة الأورام. كل من هذه الآليات لها ميزات قابلة للتطبيق لشرح آثار سرطان المجال المغناطيسي المبلغ عنها ؛ ومع ذلك ، لم يخلو أي منهم من المشاكل والاعتراضات الجوهرية.

الميلاتونين والمغنتيت

هناك آليتان محتملتان قد تكون ذات صلة بتعزيز السرطان وبالتالي تستحقان اهتمامًا خاصًا. يتعلق أحدهما بتخفيض مستويات الميلاتونين الليلي الناتجة عن الحقول المغناطيسية والآخر يتعلق باكتشاف بلورات المغنتيت في الأنسجة البشرية.

من المعروف من الدراسات التي أجريت على الحيوانات أن الميلاتونين ، من خلال تأثيره على مستويات الهرمون الجنسي المنتشرة ، له تأثير غير مباشر على الكابحات. تمت الإشارة أيضًا في الدراسات التي أجريت على الحيوانات إلى أن الحقول المغناطيسية تثبط إنتاج الميلاتونين الصنوبرية ، وهو اكتشاف يشير إلى آلية نظرية للزيادة المبلغ عنها في (على سبيل المثال) سرطان الثدي والتي قد تكون بسبب التعرض لمثل هذه المجالات. في الآونة الأخيرة ، تم اقتراح تفسير بديل لزيادة خطر الإصابة بالسرطان. تم العثور على الميلاتونين ليكون أكثر كاسحات جذور الهيدروكسيل فاعلية ، وبالتالي فإن الضرر الذي يلحق بالحمض النووي الذي يمكن أن تحدثه الجذور الحرة يتم تثبيته بشكل ملحوظ بواسطة الميلاتونين. إذا تم قمع مستويات الميلاتونين ، على سبيل المثال عن طريق المجالات المغناطيسية ، فإن الحمض النووي يترك أكثر عرضة للهجوم التأكسدي. تشرح هذه النظرية كيف يمكن أن يؤدي اكتئاب الميلاتونين بواسطة الحقول المغناطيسية إلى ارتفاع معدل الإصابة بالسرطان في أي نسيج.

لكن هل تنخفض مستويات الميلاتونين في دم الإنسان عندما يتعرض الأفراد لمجالات مغناطيسية ضعيفة؟ توجد بعض الدلائل على أن هذا قد يكون كذلك ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البحث. منذ عدة سنوات ، كان معروفًا أن قدرة الطيور على توجيه نفسها أثناء الهجرات الموسمية تتم بوساطة بلورات المغنتيت في الخلايا التي تستجيب للمجال المغناطيسي للأرض. الآن ، كما ذكرنا سابقًا ، تم إثبات وجود بلورات المغنتيت أيضًا في الخلايا البشرية بتركيز عالٍ بما يكفي نظريًا للاستجابة للحقول المغناطيسية الضعيفة. وبالتالي ينبغي النظر في دور بلورات المغنتيت في أي مناقشات حول الآليات المحتملة التي يمكن اقتراحها فيما يتعلق بالتأثيرات الضارة المحتملة للمجالات الكهربائية والمغناطيسية.

الحاجة إلى معرفة الآليات

للتلخيص ، هناك حاجة واضحة لمزيد من الدراسات حول مثل هذه الآليات الممكنة. يحتاج علماء الأوبئة إلى معلومات حول خصائص المجالات الكهربائية والمغناطيسية التي ينبغي عليهم التركيز عليها في تقييمات التعرض. في معظم الدراسات الوبائية ، تم استخدام متوسط ​​أو متوسط ​​شدة المجال (بترددات من 50 إلى 60 هرتز) ؛ في حالات أخرى ، تمت دراسة المقاييس التراكمية للتعرض. في دراسة حديثة ، وجد أن مجالات الترددات الأعلى مرتبطة بالمخاطر. أخيرًا ، في بعض الدراسات التي أجريت على الحيوانات ، وجد أن العابرين ميدانيين مهمة. بالنسبة لعلماء الأوبئة ، فإن المشكلة ليست في جانب التأثير ؛ سجلات الأمراض موجودة في العديد من البلدان اليوم. المشكلة هي أن علماء الأوبئة لا يعرفون خصائص التعرض ذات الصلة التي يجب مراعاتها في دراساتهم.

ما هي السياسة المناسبة

أنظمة الحماية

بشكل عام ، هناك أنظمة حماية مختلفة يجب مراعاتها فيما يتعلق باللوائح والمبادئ التوجيهية والسياسات. غالبًا ما يتم اختيار النظام المعتمد على الصحة ، حيث يمكن تحديد تأثير صحي ضار معين عند مستوى تعرض معين ، بغض النظر عن نوع التعرض ، كيميائي أو فيزيائي. يمكن وصف النظام الثاني بأنه تحسين لخطر معروف ومقبول ، والذي ليس له عتبة يكون الخطر دونها غائبًا. مثال على التعرض الذي يقع ضمن هذا النوع من النظام هو الإشعاع المؤين. ويغطي نظام ثالث الأخطار أو المخاطر حيث لم يتم إظهار العلاقات السببية بين التعرض والنتيجة بدرجة معقولة من اليقين ، ولكن هناك مخاوف عامة بشأن المخاطر المحتملة. تم الإشارة إلى نظام الحماية الأخير هذا باسم مبدأ الحذرأو مؤخرًا تجنب الحكمة، والتي يمكن تلخيصها على أنها تجنب منخفض التكلفة في المستقبل للتعرض غير الضروري في غياب اليقين العلمي. تمت مناقشة التعرض للمجالات الكهربائية والمغناطيسية بهذه الطريقة ، وتم تقديم استراتيجيات منهجية ، على سبيل المثال ، حول كيفية توجيه خطوط الكهرباء في المستقبل ، وترتيب أماكن العمل ، وتصميم الأجهزة المنزلية لتقليل التعرض.

من الواضح أن نظام التحسين غير قابل للتطبيق فيما يتعلق بقيود المجالات الكهربائية والمغناطيسية ، وذلك ببساطة لأنها غير معروفة ومقبولة على أنها مخاطر. النظامان الآخران ، مع ذلك ، كلاهما قيد النظر في الوقت الحاضر.

اللوائح والمبادئ التوجيهية لتقييد التعرض في ظل النظام الصحي

في الإرشادات الدولية ، فإن حدود قيود التعرض للمجال هي عدة أوامر من حيث الحجم أعلى مما يمكن قياسه من خطوط الطاقة العلوية والموجودة في المهن الكهربائية. الرابطة الدولية للحماية من الإشعاع (IRPA) نشر إرشادات حول حدود التعرض للمجالات الكهربائية والمغناطيسية 50/60 هرتز في عام 1990 ، والذي تم اعتماده كأساس للعديد من المعايير الوطنية. منذ أن تم نشر دراسات جديدة مهمة بعد ذلك ، تم إصدار إضافة في عام 1993 من قبل اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع غير المؤين (ICNIRP). علاوة على ذلك ، في عام 1993 تم إجراء تقييمات للمخاطر بالاتفاق مع تقييم IRPA في المملكة المتحدة.

تؤكد هذه الوثائق على أن حالة المعرفة العلمية اليوم لا تضمن الحد من مستويات التعرض للجمهور والقوى العاملة وصولاً إلى مستوى μT ، وأن هناك حاجة إلى مزيد من البيانات لتأكيد ما إذا كانت المخاطر الصحية موجودة أم لا. تستند إرشادات IRPA و ICNIRP إلى تأثيرات التيارات المستحثة في المجال في الجسم ، والتي تقابل تلك الموجودة عادة في الجسم (حتى حوالي 10 مللي أمبير / م.2). يوصى بتحديد التعرض المهني للمجالات المغناطيسية البالغة 50/60 هرتز إلى 0.5 طن متري للتعرض طوال اليوم و 5 طن متري للتعرضات القصيرة التي تصل إلى ساعتين. يوصى بأن يقتصر التعرض للمجالات الكهربائية على 10 و 30 كيلو فولت / م. الحد الأقصى لمدة 24 ساعة للجمهور هو 5 كيلو فولت / متر و 0.1 طن متري.

تستند هذه المناقشات حول تنظيم التعرض بالكامل إلى تقارير السرطان. في دراسات الآثار الصحية المحتملة الأخرى المتعلقة بالمجالات الكهربائية والمغناطيسية (على سبيل المثال ، الاضطرابات التناسلية والسلوكية العصبية) ، تعتبر النتائج بشكل عام غير واضحة ومتسقة بشكل كافٍ لتشكل أساسًا علميًا لتقييد التعرض.

مبدأ الحذر أو التجنب الحصيف

لا يوجد فرق حقيقي بين المفهومين. تم استخدام التجنب الحكيم بشكل أكثر تحديدًا ، على الرغم من ذلك ، في المناقشات حول المجالات الكهربائية والمغناطيسية. كما ذكر أعلاه ، يمكن تلخيص التجنب الحكيم على أنه تجنب مستقبلي منخفض التكلفة للتعرض غير الضروري طالما أن هناك شكًا علميًا حول الآثار الصحية. تم اعتماده في السويد ، ولكن ليس في بلدان أخرى.

في السويد ، ذكرت خمس سلطات حكومية (المعهد السويدي للحماية من الإشعاع ؛ والمجلس الوطني لسلامة الكهرباء ؛ والمجلس الوطني للصحة والرعاية ؛ والمجلس الوطني للسلامة والصحة المهنية ؛ والمجلس الوطني للإسكان والبناء والتخطيط) أن "المعرفة الإجمالية المتراكمة الآن تبرر اتخاذ خطوات لتقليل القوة الميدانية". شريطة أن تكون التكلفة معقولة ، فإن السياسة هي حماية الأشخاص من التعرضات المغناطيسية العالية لفترات طويلة. أثناء تركيب معدات جديدة أو خطوط طاقة جديدة قد تسبب تعرضات عالية للمجال المغناطيسي ، يجب اختيار الحلول التي تعطي تعرضات أقل شريطة ألا تنطوي هذه الحلول على مضايقات أو تكاليف كبيرة. بشكل عام ، كما ذكر معهد الحماية من الإشعاع ، يمكن اتخاذ خطوات لتقليل المجال المغناطيسي في الحالات التي تتجاوز فيها مستويات التعرض المستويات التي تحدث عادة بأكثر من عشرة أضعاف ، شريطة أن يتم إجراء هذه التخفيضات بتكلفة معقولة. في الحالات التي لا تتجاوز فيها مستويات التعرض من التركيبات القائمة المستويات التي تحدث عادة بمعامل عشرة ، ينبغي تجنب إعادة البناء المكلفة. وغني عن القول ، أن مفهوم التجنب الحالي قد تعرض لانتقادات من قبل العديد من الخبراء في مختلف البلدان ، مثل الخبراء في صناعة إمدادات الكهرباء.

استنتاجات

في هذه الورقة ، تم تقديم ملخص لما نعرفه عن التأثيرات الصحية المحتملة للمجالات الكهربائية والمغناطيسية ، وما الذي لا يزال بحاجة إلى التحقيق. لم يتم تقديم أي إجابة على السؤال المتعلق بالسياسة التي ينبغي تبنيها ، ولكن تم تقديم أنظمة حماية اختيارية. في هذا الصدد ، يبدو من الواضح أن قاعدة البيانات العلمية الموجودة غير كافية لوضع حدود للتعرض على مستوى μT ، مما يعني بدوره أنه لا توجد أسباب للتدخلات المكلفة عند مستويات التعرض هذه. ما إذا كان ينبغي اعتماد شكل من أشكال استراتيجية الحذر (على سبيل المثال ، التجنب الحصيف) أم لا هو أمر يتعلق بقرارات سلطات الصحة العامة والمهنية في البلدان الفردية. إذا لم يتم اعتماد مثل هذه الاستراتيجية ، فهذا يعني عادة أنه لا توجد قيود على التعرض لأن حدود العتبة القائمة على الصحة أعلى بكثير من التعرض اليومي العام والمهني. لذلك ، إذا اختلفت الآراء اليوم فيما يتعلق باللوائح والإرشادات والسياسات ، فهناك إجماع عام بين واضعي المعايير على أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث للحصول على أساس متين للإجراءات المستقبلية.

 

الرجوع

الثلاثاء، شنومكس مارس شنومكس شنومكس: شنومكس

الطيف الكهرومغناطيسي: الخصائص الفيزيائية الأساسية

أكثر أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية شيوعًا هو ضوء الشمس. تردد ضوء الشمس (الضوء المرئي) هو الخط الفاصل بين الإشعاع المؤين الأكثر قوة (الأشعة السينية والأشعة الكونية) عند الترددات الأعلى والإشعاع الأكثر اعتدالًا وغير المؤين عند الترددات المنخفضة. هناك طيف من الإشعاع غير المؤين. في سياق هذا الفصل ، توجد الأشعة تحت الحمراء تحت الضوء المرئي مباشرةً. يوجد أدناه النطاق الواسع للترددات الراديوية ، والتي تشمل (بترتيب تنازلي) الموجات الدقيقة ، والراديو الخلوي ، والتلفزيون ، وراديو FM وراديو AM ، والموجات القصيرة المستخدمة في السخانات العازلة والحثية ، وفي النهاية المنخفضة ، الحقول ذات تردد الطاقة. الطيف الكهرومغناطيسي موضح في الشكل 1. 

الشكل 1. الطيف الكهرومغناطيسي

ELF010F1

مثلما يتغلغل الضوء أو الصوت المرئي في بيئتنا ، المساحة التي نعيش ونعمل فيها ، كذلك تتغلغل طاقات المجالات الكهرومغناطيسية. أيضًا ، تمامًا كما يتم إنشاء معظم الطاقة الصوتية التي نتعرض لها من خلال النشاط البشري ، كذلك الطاقات الكهرومغناطيسية: من المستويات الضعيفة المنبعثة من أجهزتنا الكهربائية اليومية - تلك التي تجعل أجهزة الراديو والتلفزيون لدينا تعمل - إلى الأعلى المستويات التي يطبقها الممارسون الطبيون لأغراض مفيدة - على سبيل المثال ، الإنفاذ الحراري (المعالجة الحرارية). بشكل عام ، تتناقص قوة هذه الطاقات بسرعة مع المسافة من المصدر. المستويات الطبيعية لهذه الحقول في البيئة منخفضة.

يشمل الإشعاع غير المؤين (NIR) جميع الإشعاع ومجالات الطيف الكهرومغناطيسي التي لا تحتوي على طاقة كافية لإنتاج تأين المادة. أي أن NIR غير قادر على نقل طاقة كافية لجزيء أو ذرة لتعطيل بنيته عن طريق إزالة إلكترون واحد أو أكثر. عادة ما يتم ضبط الحد الفاصل بين الأشعة تحت الحمراء والإشعاع المؤين على طول موجة يقارب 100 نانومتر.

كما هو الحال مع أي شكل من أشكال الطاقة ، فإن طاقة NIR لديها القدرة على التفاعل مع الأنظمة البيولوجية ، وقد لا تكون النتيجة ذات أهمية ، أو قد تكون ضارة بدرجات مختلفة ، أو قد تكون مفيدة. مع الترددات الراديوية (RF) وإشعاع الميكروويف ، فإن آلية التفاعل الرئيسية هي التسخين ، ولكن في الجزء منخفض التردد من الطيف ، قد تحفز المجالات ذات الكثافة العالية تيارات في الجسم وبالتالي تكون خطرة. ومع ذلك ، فإن آليات التفاعل لقوى المجال منخفضة المستوى غير معروفة.

 

 

 

 

 

 

 

 

الكميات والوحدات

المجالات عند الترددات التي تقل عن 300 ميغا هرتز يتم قياسها كمياً من حيث شدة المجال الكهربائي (E) وشدة المجال المغناطيسي (H). E يتم التعبير عنها بالفولت لكل متر (V / m) و H بالأمبير لكل متر (أ / م). كلاهما حقلا متجه - أي أنهما يتميزان بالحجم والاتجاه عند كل نقطة. بالنسبة لمدى التردد المنخفض ، غالبًا ما يتم التعبير عن المجال المغناطيسي من حيث كثافة التدفق ، B، مع وحدة SI تسلا (T). عندما تتم مناقشة الحقول الموجودة في بيئتنا اليومية ، عادةً ما تكون الوحدة الفرعية ميكروتسلا (μT) هي الوحدة المفضلة. في بعض الأدبيات ، يتم التعبير عن كثافة التدفق بوحدة gauss (G) ، والتحويل بين هذه الوحدات هو (للحقول في الهواء):

1 طن = 104 G أو 0.1 μT = 1 mG و 1 A / m = 1.26 μT.

تتوفر مراجعات للمفاهيم والكميات والوحدات والمصطلحات الخاصة بالحماية من الإشعاع غير المؤين ، بما في ذلك إشعاع الترددات الراديوية (NCRP 1981 ؛ Polk and Postow 1986 ؛ WHO 1993).

على المدى إشعاع تعني ببساطة الطاقة المنقولة عن طريق الأمواج. الموجات الكهرومغناطيسية هي موجات من القوى الكهربائية والمغناطيسية ، حيث يتم تعريف حركة الموجة على أنها انتشار الاضطرابات في نظام فيزيائي. التغيير في المجال الكهربائي مصحوب بتغيير في المجال المغناطيسي والعكس صحيح. وصف جي سي ماكسويل هذه الظواهر في عام 1865 في أربع معادلات أصبحت تُعرف باسم معادلات ماكسويل.

تتميز الموجات الكهرومغناطيسية بمجموعة من المعلمات التي تشمل التردد (f) ، الطول الموجي (λ) ، شدة المجال الكهربائي ، شدة المجال المغناطيسي ، الاستقطاب الكهربائي (P) (اتجاه E المجال) ، سرعة الانتشار (c) وناقل بوينتينغ (S). الشكل 2  يوضح انتشار الموجة الكهرومغناطيسية في الفضاء الحر. يُعرَّف التردد بأنه عدد التغييرات الكاملة في المجال الكهربائي أو المغناطيسي عند نقطة معينة في الثانية ، ويُعبر عنه بالهرتز (هرتز). الطول الموجي هو المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاع الموجة (الحد الأقصى أو الصغرى). التردد والطول الموجي وسرعة الموجة (v) مترابطة على النحو التالي:

v = f λ

الرقم 2. موجة مستوية تنتشر بسرعة الضوء في الاتجاه x

ELF010F2

سرعة الموجة الكهرومغناطيسية في الفضاء الحر تساوي سرعة الضوء ، لكن السرعة في المواد تعتمد على الخواص الكهربائية للمادة - أي على السماحية (ε) والنفاذية (μ). تتعلق السماحية بتفاعلات المواد مع المجال الكهربائي ، وتعبر النفاذية عن التفاعلات مع المجال المغناطيسي. المواد البيولوجية لها سماح تختلف اختلافا كبيرا عن تلك الموجودة في الفضاء الحر ، لأنها تعتمد على الطول الموجي (خاصة في نطاق الترددات الراديوية) ونوع الأنسجة. ومع ذلك ، فإن نفاذية المواد البيولوجية تساوي نفاذية الفضاء الحر.

في الموجة المستوية ، كما هو موضح في الشكل 2 ، المجال الكهربائي عمودي على المجال المغناطيسي واتجاه الانتشار عمودي على كل من المجالين الكهربائي والمغناطيسي.

 

 

 

بالنسبة للموجة المستوية ، تُعرف نسبة قيمة شدة المجال الكهربائي إلى قيمة شدة المجال المغناطيسي ، وهي ثابتة ، باسم الممانعة المميزة (Z):

Z = E/H

في مساحة خالية ، Z= 120π ≈ 377Ω لكن على خلاف ذلك Z يعتمد على سماحية ونفاذية المادة التي تمر الموجة خلالها.

يتم وصف نقل الطاقة بواسطة ناقل Poynting ، والذي يمثل حجم واتجاه كثافة التدفق الكهرومغناطيسي:

S = E x H

لموجة الانتشار ، تكامل S فوق أي سطح يمثل الطاقة الآنية المنقولة عبر هذا السطح (كثافة الطاقة). يتم التعبير عن حجم متجه Poynting بالواط لكل متر مربع (W / m2) (في بعض الأدبيات الوحدة ميغاواط / سم2 - التحويل إلى وحدات النظام الدولي (SI) هو 1 ميغاواط / سم2 = 10 واط / م2) وبالنسبة للموجات المستوية فهي مرتبطة بقيم شدة المجال الكهربائي والمغناطيسي:

S = E2 / 120π = E2 / 377

و

S = 120π H2 = 377 H2

لا يمكن تمثيل جميع ظروف التعرض التي تمت مواجهتها في الواقع بواسطة الموجات المستوية. في المسافات القريبة من مصادر إشعاع التردد الراديوي ، لا تتحقق العلاقات المميزة للموجات المستوية. يمكن تقسيم المجال الكهرومغناطيسي المشع بواسطة الهوائي إلى منطقتين: منطقة المجال القريب ومنطقة المجال البعيد. عادة ما يتم وضع الحدود بين هذه المناطق في:

r = 2a2 / lect

أين a هو أكبر بُعد للهوائي.

في منطقة المجال القريب ، يجب أن يتميز التعرض لكل من المجالين الكهربائي والمغناطيسي. في المجال البعيد ، تكفي واحدة من هذه ، حيث إنها مترابطة بواسطة المعادلات المذكورة أعلاه التي تتضمن E و H. من الناحية العملية ، غالبًا ما يتم إدراك حالة المجال القريب عند ترددات أقل من 300 ميجا هرتز.

يزداد التعرض لمجالات التردد اللاسلكي تعقيدًا بسبب تفاعلات الموجات الكهرومغناطيسية مع الأشياء. بشكل عام ، عندما تواجه الموجات الكهرومغناطيسية شيئًا ما ، تنعكس بعض الطاقة الساقطة ، ويمتص بعضها وينتقل البعض الآخر. تعتمد نسب الطاقة المنقولة أو الممتصة أو المنعكسة بواسطة الكائن على تردد واستقطاب المجال والخصائص الكهربائية وشكل الجسم. يؤدي تراكب الحادث والموجات المنعكسة إلى موجات واقفة وتوزيع مجال غير منتظم مكانيًا. نظرًا لأن الموجات تنعكس تمامًا عن الأجسام المعدنية ، فإن الموجات الواقفة تتشكل بالقرب من هذه الأجسام.

نظرًا لأن تفاعل مجالات التردد اللاسلكي مع الأنظمة البيولوجية يعتمد على العديد من الخصائص الميدانية المختلفة والمجالات التي يتم مواجهتها في الممارسة العملية معقدة ، يجب مراعاة العوامل التالية عند وصف حالات التعرض لمجالات التردد اللاسلكي:

  • ما إذا كان التعرض يحدث في منطقة المجال القريب أو البعيد
  • إذا كان قريبًا ، فقم بالقيم لكليهما E و H مطلوبين؛ إذا كان المجال بعيدًا ، فإما أيضًا E or H
  • الاختلاف المكاني لحجم المجال (المجالات)
  • استقطاب المجال ، أي اتجاه المجال الكهربائي بالنسبة لاتجاه انتشار الموجة.

 

بالنسبة للتعرض للمجالات المغناطيسية منخفضة التردد ، لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت قوة المجال أو كثافة التدفق هي الاعتبار الوحيد المهم. قد يتضح أن هناك عوامل أخرى مهمة أيضًا ، مثل وقت التعرض أو سرعة التغيرات الميدانية.

على المدى حقل كهرومغناطيسي (EMF) ، كما يتم استخدامه في وسائل الإعلام والصحافة الشعبية ، يشير عادةً إلى المجالات الكهربائية والمغناطيسية في نهاية التردد المنخفض من الطيف ، ولكن يمكن أيضًا استخدامه بمعنى أوسع بكثير ليشمل الطيف الكامل من الاشعاع الكهرومغناطيسي. لاحظ أنه في نطاق التردد المنخفض ، يكون ملف E و B المجالات غير مقترنة أو مترابطة بنفس الطريقة التي تكون بها عند الترددات الأعلى ، وبالتالي فمن الأكثر دقة الإشارة إليها على أنها "مجالات كهربائية ومغناطيسية" بدلاً من المجالات الكهرومغناطيسية.

 

الرجوع

الثلاثاء، شنومكس مارس شنومكس شنومكس: شنومكس

الاشعة فوق البنفسجية

مثل الضوء المرئي ، فإن الأشعة فوق البنفسجية (UVR) هي شكل من أشكال الإشعاع الضوئي بأطوال موجية أقصر وفوتونات أكثر نشاطًا (جسيمات إشعاع) من نظيرتها المرئية. تنبعث من معظم مصادر الضوء بعض الأشعة فوق البنفسجية أيضًا. الأشعة فوق البنفسجية موجودة في ضوء الشمس وتنبعث أيضًا من عدد كبير من مصادر الأشعة فوق البنفسجية المستخدمة في الصناعة والعلوم والطب. قد يواجه العمال الأشعة فوق البنفسجية في مجموعة متنوعة من البيئات المهنية. في بعض الحالات ، عند مستويات الإضاءة المحيطة المنخفضة ، يمكن رؤية مصادر الأشعة فوق البنفسجية الشديدة جدًا ("الضوء الأسود") ، ولكن عادةً ما تكون الأشعة فوق البنفسجية غير مرئية ويجب اكتشافها بواسطة وهج المواد التي تتألق عند إضاءتها بواسطة الأشعة فوق البنفسجية.

تمامًا كما يمكن تقسيم الضوء إلى ألوان يمكن رؤيتها في قوس قزح ، يتم تقسيم الأشعة فوق البنفسجية ويتم الإشارة إلى مكوناتها بشكل عام UVA، UVB و UVC. يتم التعبير عن الأطوال الموجية للضوء والأشعة فوق البنفسجية بشكل عام بوحدات نانومتر (نانومتر) ؛ 1 نانومتر هو واحد من المليار (10-9) من المتر. يمتص الغلاف الجوي الأشعة فوق البنفسجية (UVR ذات الطول الموجي القصير جدًا) في ضوء الشمس ولا تصل إلى سطح الأرض. يتوفر UVC فقط من مصادر اصطناعية ، مثل مصابيح مبيدات الجراثيم ، التي تنبعث معظم طاقتها بطول موجة واحد (254 نانومتر) وهو فعال للغاية في قتل البكتيريا والفيروسات على السطح أو في الهواء.

UVB هي أكثر الأشعة فوق البنفسجية ضررًا بيولوجيًا للجلد والعين ، وعلى الرغم من امتصاص الغلاف الجوي لمعظم هذه الطاقة (وهي أحد مكونات ضوء الشمس) ، إلا أنها لا تزال تنتج حروق الشمس وتأثيرات بيولوجية أخرى. توجد الأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة ، UVA ، عادةً في معظم مصادر المصابيح ، وهي أيضًا أكثر الأشعة فوق البنفسجية كثافة تصل إلى الأرض. على الرغم من أن UVA يمكن أن تخترق الأنسجة بعمق ، إلا أنها ليست ضارة بيولوجيًا مثل UVB لأن طاقات الفوتونات الفردية أقل من UVB أو UVC.

مصادر الأشعة فوق البنفسجية

ضوء الشمس

يتعرض العاملون في الهواء الطلق لأشعة الشمس لأكبر قدر من التعرض المهني للأشعة فوق البنفسجية. يتم إضعاف طاقة الإشعاع الشمسي إلى حد كبير بواسطة طبقة الأوزون الأرضية ، مما يحد من الأشعة فوق البنفسجية للأرض إلى أطوال موجية أكبر من 290-295 نانومتر. تعتبر طاقة الأشعة ذات الأطوال الموجية القصيرة (UVB) الأكثر خطورة في ضوء الشمس وظيفة قوية للمسار المائل في الغلاف الجوي ، وتختلف باختلاف الموسم والوقت من اليوم (سليني 1986 و 1987 ؛ منظمة الصحة العالمية 1994).

مصادر اصطناعية

تشمل أهم المصادر الاصطناعية للتعرض البشري ما يلي:

لحام القوس الصناعي. إن أهم مصدر للتعرض المحتمل للأشعة فوق البنفسجية هو الطاقة المشعة لمعدات اللحام بالقوس الكهربائي. مستويات الأشعة فوق البنفسجية حول معدات اللحام بالقوس الكهربائي مرتفعة للغاية ، ويمكن أن تحدث الإصابة الحادة للعين والجلد في غضون ثلاث إلى عشر دقائق من التعرض على مسافات مشاهدة قريبة تصل إلى بضعة أمتار. حماية العين والجلد إلزامي.

مصابيح الأشعة فوق البنفسجية الصناعية / مكان العمل. تتضمن العديد من العمليات الصناعية والتجارية ، مثل المعالجة الكيميائية الضوئية للأحبار والدهانات والبلاستيك ، استخدام المصابيح التي تنبعث بقوة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. في حين أن احتمالية التعرض الضار منخفضة بسبب الحماية ، فقد يحدث التعرض العرضي في بعض الحالات.

"الأضواء السوداء". المصابيح السوداء هي مصابيح متخصصة تنبعث في الغالب في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ، وتستخدم عمومًا للاختبار غير المدمر باستخدام مساحيق الفلورسنت ، ولمصادقة الأوراق النقدية والوثائق ، وللتأثيرات الخاصة في الدعاية والديسكوهات. لا تشكل هذه المصابيح أي خطر كبير للتعرض للإنسان (باستثناء حالات معينة للجلد الحساس للضوء).

العلاج الطبي. تستخدم مصابيح الأشعة فوق البنفسجية في الطب لمجموعة متنوعة من الأغراض التشخيصية والعلاجية. تُستخدم مصادر الأشعة فوق البنفسجية الطويلة (UVA) عادةً في تطبيقات التشخيص. يختلف التعرض للمريض بشكل كبير وفقًا لنوع العلاج ، وتتطلب مصابيح الأشعة فوق البنفسجية المستخدمة في الأمراض الجلدية استخدامًا دقيقًا من قبل الموظفين.

مصابيح الأشعة فوق البنفسجية مبيد للجراثيم. الأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية في النطاق 250-265 نانومتر هي الأكثر فعالية للتعقيم والتطهير لأنها تتوافق مع الحد الأقصى في طيف امتصاص الحمض النووي. غالبًا ما تستخدم أنابيب تصريف الزئبق منخفضة الضغط كمصدر للأشعة فوق البنفسجية ، حيث يقع أكثر من 90٪ من الطاقة المشعة عند خط 254 نانومتر. غالبًا ما يشار إلى هذه المصابيح باسم "مصابيح مبيدة للجراثيم" أو "مصابيح مبيدة للجراثيم" أو ببساطة "مصابيح UVC". تُستخدم مصابيح مبيدات الجراثيم في المستشفيات لمكافحة عدوى السل ، كما تُستخدم داخل خزانات السلامة الميكروبيولوجية لتعطيل الكائنات الدقيقة المحمولة جواً والسطحية. التثبيت السليم للمصابيح واستخدام حماية العين أمر ضروري.

دباغة مستحضرات التجميل. تم العثور على كراسي الاستلقاء للتشمس في الشركات حيث يمكن للعملاء الحصول على تان بواسطة مصابيح خاصة للتسمير ، والتي تنبعث بشكل أساسي في نطاق UVA ولكن أيضًا بعض UVB. قد يساهم الاستخدام المنتظم لكرسي التشمس بشكل كبير في تعرض الجلد السنوي للأشعة فوق البنفسجية ؛ علاوة على ذلك ، قد يتعرض الموظفون العاملون في صالونات الدباغة أيضًا لمستويات منخفضة. يجب أن يكون استخدام حماية العين مثل النظارات الواقية أو النظارات الشمسية إلزاميًا للعميل ، واعتمادًا على الترتيب ، حتى الموظفين قد يحتاجون إلى واقيات للعين.

إضاءة عامة. مصابيح الفلورسنت شائعة في مكان العمل وقد تم استخدامها في المنزل لفترة طويلة الآن. تنبعث من هذه المصابيح كميات صغيرة من الأشعة فوق البنفسجية ولا تساهم إلا بنسبة قليلة في التعرض السنوي للأشعة فوق البنفسجية. تستخدم مصابيح الهالوجين التنجستن بشكل متزايد في المنزل ومكان العمل لمجموعة متنوعة من أغراض الإضاءة والعرض. يمكن لمصابيح الهالوجين غير المحمية أن تنبعث منها مستويات UVR كافية لإحداث إصابة حادة على مسافات قصيرة. يجب أن يؤدي تركيب المرشحات الزجاجية فوق هذه المصابيح إلى التخلص من هذا الخطر.

الآثار البيولوجية

الجلد

حمامي

الحمامي ، أو "حروق الشمس" ، هو احمرار الجلد الذي يظهر عادة في غضون أربع إلى ثماني ساعات بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية ويتلاشى تدريجيًا بعد بضعة أيام. يمكن أن تتضمن حروق الشمس الشديدة ظهور تقرحات وتقشير في الجلد. يعتبر كل من UVB و UVC أكثر فعالية بحوالي 1,000 مرة في التسبب في حمامي من UVA (Parrish، Jaenicke and Anderson 1982) ، لكن الحمامي الناتجة عن أطوال موجات UVB الأطول (295 إلى 315 نانومتر) تكون أكثر شدة وتستمر لفترة أطول (Hausser 1928). تنتج الشدة المتزايدة للحمامي ومسارها الزمني عن تغلغل أعمق لهذه الأطوال الموجية في البشرة. تحدث الحساسية القصوى للجلد على ما يبدو عند 295 نانومتر تقريبًا (Luckiesh و Holladay و Taylor 1930 ؛ Coblentz و Stair و Hogue 1931) مع حساسية أقل بكثير (حوالي 0.07) تحدث عند 315 نانومتر وأطوال موجية أطول (McKinlay and Diffey 1987).

الحد الأدنى للجرعة الحمامية (MED) لـ 295 نانومتر التي تم الإبلاغ عنها في دراسات أحدث للجلد غير المصطبغ خفيف اللون يتراوح من 6 إلى 30 مللي جول / سم2 (Everett، Olsen and Sayer 1965؛ Freeman، et al. 1966؛ Berger، Urbach and Davies 1968). يختلف MED عند 254 نانومتر اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على الوقت المنقضي بعد التعرض وما إذا كان الجلد قد تعرض كثيرًا لأشعة الشمس الخارجية ، ولكن بشكل عام بترتيب 20 مللي جول / سم2، أو يصل ارتفاعها إلى 0.1 جول / سم2. يمكن أن يؤدي تصبغ الجلد ودباغه ، والأهم من ذلك ، سماكة الطبقة القرنية ، إلى زيادة هذا MED بترتيب واحد على الأقل من حيث الحجم.

التحسس الضوئي

كثيرًا ما يواجه أخصائيو الصحة المهنية آثارًا ضارة من التعرض المهني للأشعة فوق البنفسجية في العمال الذين لديهم حساسية من الضوء. قد ينتج عن استخدام بعض الأدوية تأثير حساس للضوء عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، كما قد يؤدي التطبيق الموضعي لبعض المنتجات ، بما في ذلك بعض العطور ومستحضرات الجسم وما إلى ذلك. تتضمن ردود الفعل على عوامل التحسس الضوئي كلاً من الحساسية الضوئية (تفاعل حساسية الجلد) والسمية الضوئية (تهيج الجلد) بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية من أشعة الشمس أو مصادر الأشعة فوق البنفسجية الصناعية. (ردود الفعل التحسسية للضوء أثناء استخدام معدات الدباغة شائعة أيضًا.) قد يكون سبب الحساسية الضوئية للجلد هو استخدام الكريمات أو المراهم على الجلد ، أو عن طريق الأدوية التي تؤخذ عن طريق الفم أو عن طريق الحقن ، أو عن طريق استخدام أجهزة الاستنشاق التي تصرف بوصفة طبية (انظر الشكل 1 ). يجب على الطبيب الذي يصف دواءً محتملًا للحساسية الضوئية أن يحذر المريض دائمًا من اتخاذ التدابير المناسبة لضمان عدم حدوث آثار ضارة ، ولكن كثيرًا ما يُطلب من المريض تجنب أشعة الشمس فقط وليس مصادر الأشعة فوق البنفسجية (نظرًا لأنها غير شائعة بالنسبة لعامة السكان).

الشكل 1. بعض مواد التحسس الصوتي

ELF020T1

تأثيرات متأخرة

يؤدي التعرض المزمن لأشعة الشمس - وخاصة عنصر الأشعة فوق البنفسجية - إلى تسريع شيخوخة الجلد ويزيد من خطر الإصابة بسرطان الجلد (فيتزباتريك وآخرون. 1974 ؛ فوربس وديفيز 1982 ؛ أورباخ 1969 ؛ باشر وبوسنياكوفيتش 1987). أظهرت العديد من الدراسات الوبائية أن الإصابة بسرطان الجلد ترتبط ارتباطًا وثيقًا بخطوط العرض والارتفاع وغطاء السماء ، والتي ترتبط بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية (Scotto، Fears and Gori 1980؛ WHO 1993).

لم يتم بعد تحديد العلاقات الكمية الدقيقة للجرعة والاستجابة لتسرطن جلد الإنسان ، على الرغم من أن الأفراد ذوي البشرة الفاتحة ، ولا سيما من أصل سلتيك ، هم أكثر عرضة للإصابة بسرطان الجلد. ومع ذلك ، يجب ملاحظة أن التعرض للأشعة فوق البنفسجية اللازمة لاستنباط أورام الجلد في النماذج الحيوانية قد يتم تقديمه ببطء كافٍ بحيث لا يتم إنتاج الحمامي ، والفعالية النسبية (بالنسبة للذروة عند 302 نانومتر) التي تم الإبلاغ عنها في تلك الدراسات تختلف في نفس طريقة مثل حروق الشمس (كول وفوربس وديفيز 1986 ؛ سترينبورج وفان دير ليون 1987).

العين

التهاب القرنية الضوئية والتهاب الملتحمة الضوئية

هذه هي تفاعلات التهابية حادة ناتجة عن التعرض لأشعة UVB و UVC والتي تظهر في غضون ساعات قليلة من التعرض المفرط ويتم حلها بشكل طبيعي بعد يوم إلى يومين.

إصابة الشبكية من الضوء الساطع

على الرغم من أن الإصابة الحرارية لشبكية العين من مصادر الضوء غير مرجحة ، إلا أن الضرر الكيميائي الضوئي يمكن أن يحدث من التعرض لمصادر غنية بالضوء الأزرق. يمكن أن يؤدي هذا إلى انخفاض مؤقت أو دائم في الرؤية. ومع ذلك ، فإن استجابة النفور الطبيعية للضوء الساطع يجب أن تمنع حدوث هذا ما لم يتم بذل جهد واعٍ للتحديق في مصادر الضوء الساطع. تعد مساهمة الأشعة فوق البنفسجية في إصابة الشبكية صغيرة جدًا بشكل عام لأن الامتصاص بواسطة العدسة يحد من تعرض الشبكية.

التأثيرات المزمنة

قد يساهم التعرض المهني طويل الأمد للأشعة فوق البنفسجية على مدى عدة عقود في الإصابة بإعتام عدسة العين والتأثيرات التنكسية غير المرتبطة بالعين مثل شيخوخة الجلد وسرطان الجلد المرتبط بالتعرض للشمس. يمكن أن يؤدي التعرض المزمن للأشعة تحت الحمراء أيضًا إلى زيادة خطر الإصابة بإعتام عدسة العين ، ولكن هذا غير مرجح جدًا ، نظرًا لإمكانية الوصول إلى حماية العين.

تمتص القرنية والملتحمة الأشعة فوق البنفسجية الشعاعية (UVB و UVC) بقوة. يؤدي التعرض المفرط لهذه الأنسجة إلى التهاب القرنية والملتحمة ، والذي يشار إليه عادةً باسم "وميض اللحام" أو "العين القوسية" أو "العمى الثلجي". أبلغ بيتس عن طيف الحركة والمسار الزمني لالتهاب القرنية الضوئية في قرنية الإنسان والأرانب والقرد (بيتس 1974). تختلف الفترة الكامنة عكسياً مع شدة التعرض ، حيث تتراوح من 1.5 إلى 24 ساعة ، ولكنها تحدث عادةً في غضون 6 إلى 12 ساعة ؛ عادة ما يختفي الانزعاج في غضون 48 ساعة. يتبع التهاب الملتحمة وقد يترافق مع حمامي في جلد الوجه المحيط بالجفون. بالطبع ، نادرًا ما يؤدي التعرض للأشعة فوق البنفسجية إلى إصابة العين الدائمة. أبلغ Pitts and Tredici (1971) عن بيانات عتبة التهاب القرنية الضوئية في البشر للنطاقات الموجية التي يبلغ عرضها 10 نانومتر من 220 إلى 310 نانومتر. تم العثور على حساسية القرنية القصوى تحدث عند 270 نانومتر - تختلف بشكل ملحوظ عن الحد الأقصى للجلد. من المفترض أن يكون إشعاع 270 نانومتر أكثر نشاطًا من الناحية البيولوجية بسبب عدم وجود الطبقة القرنية لتخفيف الجرعة على نسيج ظهارة القرنية عند أطوال موجات UVR أقصر. لم تختلف استجابة الطول الموجي ، أو طيف العمل ، بشكل كبير كما هو الحال مع أطياف عمل الحمامي ، مع عتبات تتراوح من 4 إلى 14 مللي جول / سم.2 عند 270 نانومتر. كانت العتبة المبلغ عنها عند 308 نانومتر حوالي 100 مللي جول / سم2.

إن التعرض المتكرر للعين لمستويات خطرة من الأشعة فوق البنفسجية لا يزيد من القدرة الوقائية للأنسجة المصابة (القرنية) كما هو الحال مع تعرض الجلد ، مما يؤدي إلى تسمير البشرة وزيادة سماكة الطبقة القرنية. درس Ringvold وزملاؤه خصائص امتصاص الأشعة فوق البنفسجية للقرنية (Ringvold 1980a) والخلط المائي (Ringvold 1980b) ، بالإضافة إلى تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية على ظهارة القرنية (Ringvold 1983) ، وسدى القرنية (Ringvold and Davanger 1985) و بطانة القرنية (Ringvold، Davanger and Olsen 1982؛ Olsen and Ringvold 1982). أظهرت دراساتهم المجهرية الإلكترونية أن أنسجة القرنية تمتلك خصائص إصلاح واستعادة ملحوظة. على الرغم من أنه يمكن للمرء أن يكتشف بسهولة أضرارًا كبيرة في كل هذه الطبقات تظهر على ما يبدو في البداية في أغشية الخلايا ، فقد اكتمل التعافي المورفولوجي بعد أسبوع. كان تدمير الخلايا القرنية في الطبقة اللحمية واضحًا ، وكان الانتعاش البطاني واضحًا على الرغم من النقص الطبيعي في دوران الخلايا السريع في البطانة. كولين وآخرون. (1984) درس الضرر البطاني الذي كان مستمرًا إذا كان التعرض للأشعة فوق البنفسجية مستمرًا. رايلي وآخرون. (1987) درس أيضًا بطانة القرنية بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية وخلص إلى أن الإهانات الشديدة المفردة من غير المحتمل أن يكون لها تأثيرات متأخرة ؛ ومع ذلك ، فقد خلصوا أيضًا إلى أن التعرض المزمن يمكن أن يسرع التغيرات في البطانة المرتبطة بشيخوخة القرنية.

يمكن أن تنتقل الأطوال الموجية التي تزيد عن 295 نانومتر عبر القرنية ويتم امتصاصها بالكامل تقريبًا بواسطة العدسة. أظهر بيتس وكولين وهاكر (1977 ب) أن إعتام عدسة العين يمكن أن ينتج في الأرانب بأطوال موجية في النطاق 295-320 نانومتر. تراوحت عتبات التعتيم العابر من 0.15 إلى 12.6 جول / سم2، حسب الطول الموجي ، بحد أدنى 300 نانومتر. تتطلب التعتيم الدائم تعرضًا أكبر للإشعاع. لم يلاحظ أي تأثيرات عدسية في نطاق الطول الموجي من 325 إلى 395 نانومتر حتى مع التعرض للإشعاع العالي من 28 إلى 162 J / سم2 (بيتس ، كولين وهاكر 1977 أ ؛ زوكليش وكونولي 1976). توضح هذه الدراسات بوضوح الخطر الخاص للنطاق الطيفي 300-315 نانومتر ، كما هو متوقع لأن فوتونات هذه الأطوال الموجية تخترق بكفاءة ولديها طاقة كافية لإنتاج ضرر كيميائي ضوئي.

تايلور وآخرون (1988) قدم دليلًا وبائيًا على أن الأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس كانت عاملاً مسببًا للمرض في إعتام عدسة العين للشيخوخة ، ولكنها لم تظهر أي ارتباط بين الساد والتعرض للأشعة فوق البنفسجية الطويلة. على الرغم من أن الاعتقاد السائد سابقًا بسبب الامتصاص القوي للأشعة فوق البنفسجية الطويلة (UVA) بواسطة العدسة ، فإن الفرضية القائلة بأن الأشعة فوق البنفسجية الطويلة (UVA) يمكن أن تسبب إعتام عدسة العين لم يتم دعمها من خلال الدراسات المختبرية التجريبية أو الدراسات الوبائية. من البيانات التجريبية المعملية التي أظهرت أن عتبات التهاب القرنية الضوئية كانت أقل من تلك الخاصة بتكوين الساد ، يجب على المرء أن يستنتج أن المستويات الأقل من تلك المطلوبة لإنتاج التهاب السمع الضوئي على أساس يومي يجب اعتبارها خطرة على أنسجة العدسة. حتى لو افترض المرء أن القرنية تتعرض لمستوى مكافئ تقريبًا لعتبة التهاب القرنية الضوئية ، يمكن للمرء أن يقدر أن جرعة الأشعة فوق البنفسجية اليومية للعدسة عند 308 نانومتر ستكون أقل من 120 مللي جول / سم2 لمدة 12 ساعة خارج المنزل (Sliney 1987). في الواقع ، سيكون متوسط ​​التعرض اليومي الأكثر واقعية أقل من نصف هذه القيمة.

هام وآخرون. (1982) طيف العمل لالتهاب الشبكية الضوئي الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية في النطاق 320-400 نانومتر. أظهروا أن العتبات في النطاق الطيفي المرئي ، والتي تراوحت بين 20 و 30 جول / سم2 عند 440 نانومتر ، تم تقليله إلى حوالي 5 J / سم2 لفرقة 10 نانومتر تتمركز عند 325 نانومتر. كان طيف العمل يتزايد بشكل رتيب مع تناقص الطول الموجي. لذلك يجب أن نستنتج أن المستويات أقل بكثير من 5 J / cm2 عند 308 نانومتر يجب أن ينتج آفات شبكية ، على الرغم من أن هذه الآفات لن تظهر لمدة 24 إلى 48 ساعة بعد التعرض. لا توجد بيانات منشورة عن عتبات إصابة شبكية العين التي تقل عن 325 نانومتر ، ويمكن للمرء أن يتوقع فقط أن نمط طيف العمل للإصابة الكيميائية الضوئية للقرنية وأنسجة العدسة سينطبق على شبكية العين أيضًا ، مما يؤدي إلى حد الإصابة بالترتيب 0.1 جول / سم2.

على الرغم من أن الأشعة فوق البنفسجية قد ثبت أنها مطفرة ومسرطنة للجلد ، إلا أن الندرة الشديدة للتسرطن في القرنية والملتحمة أمر رائع للغاية. يبدو أنه لا يوجد دليل علمي لربط التعرض للأشعة فوق البنفسجية بأي سرطانات في القرنية أو الملتحمة لدى البشر ، على الرغم من أن الأمر نفسه لا ينطبق على الماشية. قد يشير هذا إلى وجود نظام مناعي فعال للغاية يعمل في العين البشرية ، حيث يوجد بالتأكيد عمال في الهواء الطلق يتلقون تعرضًا للأشعة فوق البنفسجية مقارنة بتلك التي تتلقاها الماشية. ويدعم هذا الاستنتاج أيضًا حقيقة أن الأفراد الذين يعانون من خلل في الاستجابة المناعية ، كما هو الحال في جفاف الجلد المصطبغ ، غالبًا ما يصابون بأورام القرنية والملتحمة (Stenson 1982).

معايير السلامة

تم تطوير حدود التعرض المهني (EL) للأشعة فوق البنفسجية وتشمل منحنى طيف العمل الذي يغلف بيانات الحد الأدنى للتأثيرات الحادة التي تم الحصول عليها من دراسات الحد الأدنى من الحمامي والتهاب القرنية والملتحمة (Sliney 1972 ؛ IRPA 1989). لا يختلف هذا المنحنى اختلافًا كبيرًا عن بيانات العتبة الجماعية ، مع الأخذ في الاعتبار أخطاء القياس والتغيرات في الاستجابة الفردية ، وهو أقل بكثير من عتبات تولد المياه البيضاء للأشعة فوق البنفسجية.

يكون EL لـ UVR أدنى مستوى عند 270 نانومتر (0.003 جول / سم2 عند 270 نانومتر) ، وعلى سبيل المثال ، عند 308 نانومتر تساوي 0.12 جول / سم2 (ACGIH 1995 ، IRPA 1988). بغض النظر عما إذا كان التعرض يحدث من عدد قليل من التعريضات النبضية خلال النهار ، أو تعرض قصير جدًا ، أو من التعرض لمدة 8 ساعات عند بضع ميكرو واط لكل سنتيمتر مربع ، فإن الخطر البيولوجي هو نفسه ، والحدود أعلاه تنطبق على يوم عمل كامل.

الحماية المهنية

يجب التقليل من التعرض المهني للأشعة فوق البنفسجية حيثما أمكن ذلك. بالنسبة للمصادر الاصطناعية ، حيثما أمكن ذلك ، يجب إعطاء الأولوية للتدابير الهندسية مثل الترشيح والدرع والتضمين. الضوابط الإدارية ، مثل تقييد الوصول ، يمكن أن تقلل من متطلبات الحماية الشخصية.

يمكن للعمال في الهواء الطلق مثل العمال الزراعيين والعمال وعمال البناء والصيادين وما إلى ذلك تقليل مخاطر تعرضهم للأشعة فوق البنفسجية من خلال ارتداء ملابس منسوجة بإحكام ، والأهم من ذلك ، قبعة ذات حواف لتقليل تعرض الوجه والرقبة. يمكن وضع واقيات الشمس على الجلد المكشوف لتقليل التعرض الإضافي. يجب أن يكون للعاملين في الهواء الطلق إمكانية الوصول إلى الظل وأن يتم تزويدهم بجميع التدابير الوقائية اللازمة المذكورة أعلاه.

في الصناعة ، هناك العديد من المصادر القادرة على التسبب في إصابة العين الحادة خلال فترة تعرض قصيرة. تتوفر مجموعة متنوعة من حماية العين بدرجات مختلفة من الحماية المناسبة للاستخدام المقصود. تلك المخصصة للاستخدام الصناعي تشمل خوذات اللحام (توفر بالإضافة إلى ذلك الحماية من كل من الأشعة المرئية الشديدة والأشعة تحت الحمراء وكذلك حماية الوجه) ، ودروع الوجه ، والنظارات الواقية والنظارات الماصة للأشعة فوق البنفسجية. بشكل عام ، يجب أن تكون النظارات الواقية المخصصة للاستخدام الصناعي مناسبة بشكل مريح للوجه ، وبالتالي ضمان عدم وجود فجوات يمكن من خلالها للأشعة فوق البنفسجية أن تصل مباشرة إلى العين ، ويجب أن تكون مصممة جيدًا لمنع الإصابة الجسدية.

تعتمد ملاءمة واختيار النظارات الواقية على النقاط التالية:

  • شدة وخصائص الانبعاث الطيفي لمصدر الأشعة فوق البنفسجية
  • الأنماط السلوكية للأشخاص بالقرب من مصادر الأشعة فوق البنفسجية (المسافة ووقت التعرض مهمان)
  • خصائص انتقال مادة النظارات الواقية
  • تصميم إطار النظارات لمنع التعرض المحيطي للعين من الأشعة فوق البنفسجية المباشرة غير الممتصة.

 

في حالات التعرض الصناعي ، يمكن تقييم درجة خطر العين عن طريق القياس والمقارنة بحدود التعرض الموصى بها (Duchene، Lakey and Repacholi 1991).

مقاسات

بسبب الاعتماد القوي للتأثيرات البيولوجية على طول الموجة ، فإن القياس الرئيسي لأي مصدر للأشعة فوق البنفسجية هو قوته الطيفية أو توزيع الإشعاع الطيفي. يجب قياس ذلك بمقياس طيف يتكون من بصريات إدخال مناسبة ، وجهاز أحادي اللون وكاشف وقراءة للأشعة فوق البنفسجية. لا تستخدم هذه الأداة عادة في النظافة المهنية.

في العديد من المواقف العملية ، يتم استخدام مقياس UVR واسع النطاق لتحديد فترات التعرض الآمنة. لأغراض السلامة ، يمكن تصميم الاستجابة الطيفية لتتبع الوظيفة الطيفية المستخدمة لإرشادات التعرض الخاصة بـ ACGIH و IRPA. إذا لم يتم استخدام الأدوات المناسبة ، فسوف ينتج عن ذلك أخطاء جسيمة في تقييم المخاطر. تتوفر أيضًا مقاييس جرعات الأشعة فوق البنفسجية الشخصية (على سبيل المثال ، فيلم polysulphone) ، ولكن تطبيقها اقتصر إلى حد كبير على أبحاث السلامة المهنية بدلاً من استطلاعات تقييم المخاطر.

استنتاجات

يحدث الضرر الجزيئي للمكونات الخلوية الرئيسية الناشئة عن التعرض للأشعة فوق البنفسجية باستمرار ، وتوجد آليات إصلاح للتعامل مع تعرض الجلد وأنسجة العين للأشعة فوق البنفسجية. فقط عندما يتم التغلب على آليات الإصلاح هذه ، تصبح الإصابة البيولوجية الحادة ظاهرة (سميث 1988). لهذه الأسباب ، فإن التقليل من التعرض المهني للأشعة فوق البنفسجية يظل موضوعًا مهمًا للقلق بين العاملين في مجال الصحة والسلامة المهنية.

 

الرجوع

الثلاثاء، شنومكس مارس شنومكس شنومكس: شنومكس

الأشعة تحت الحمراء

الأشعة تحت الحمراء هي جزء من طيف الإشعاع غير المؤين الموجود بين الموجات الدقيقة والضوء المرئي. إنه جزء طبيعي من بيئة الإنسان وبالتالي يتعرض الناس له بكميات قليلة في جميع مجالات الحياة اليومية - على سبيل المثال ، في المنزل أو أثناء الأنشطة الترفيهية في الشمس. ومع ذلك ، قد ينتج التعرض المكثف للغاية عن بعض العمليات الفنية في مكان العمل.

تتضمن العديد من العمليات الصناعية المعالجة الحرارية لأنواع مختلفة من المواد. عادةً ما تنبعث من مصادر الحرارة المستخدمة أو المواد المسخنة نفسها مستويات عالية من الأشعة تحت الحمراء التي من المحتمل أن يتعرض لها عدد كبير من العمال.

المفاهيم والكميات

تتراوح أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء (IR) من 780 نانومتر إلى 1 مم. بعد تصنيف اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) ، ينقسم هذا النطاق إلى IRA (من 780 نانومتر إلى 1.4 ميكرومتر) ، IRB (من 1.4 ميكرومتر إلى 3 ميكرومتر) و IRC (من 3 ميكرومتر إلى 1 مم). يتبع هذا التقسيم الفرعي تقريبًا خصائص الامتصاص المعتمدة على الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء في الأنسجة والتأثيرات البيولوجية المختلفة الناتجة.

يتم وصف كمية الأشعة تحت الحمراء وتوزيعها الزماني والمكاني بواسطة كميات ووحدات قياس إشعاعي مختلفة. بسبب الخصائص البصرية والفسيولوجية ، وخاصة للعين ، عادة ما يتم التمييز بين المصادر "النقطية" الصغيرة والمصادر "الممتدة". معيار هذا التمييز هو القيمة بالتقدير الدائري للزاوية (α) المقاسة في العين التي يقابلها المصدر. يمكن حساب هذه الزاوية على أنها حاصل قسمة ، أي بعد مصدر الضوء DL مقسومًا على مسافة المشاهدة r. المصادر الممتدة هي تلك التي تقابل زاوية عرض في العين أكبر من αدقيقة، والتي عادة ما تكون 11 ملي راديان. لجميع المصادر الممتدة توجد مسافة عرض حيث α تساوي αدقيقة؛ في مسافات عرض أكبر ، يمكن معاملة المصدر كمصدر نقطي. في الحماية من الإشعاع الضوئي ، فإن أهم الكميات المتعلقة بالمصادر الممتدة هي إشعاع (L، معبرا عنها في Wm-2sr-1) و تألق متكامل مع الزمن (Lp في جم-2sr-1) ، التي تصف "سطوع" المصدر. لتقييم المخاطر الصحية ، فإن الكميات الأكثر صلة فيما يتعلق بالمصادر النقطية أو التعرضات عند هذه المسافات من المصدر حيث α <αدقيقة، هي إشعاع (E، معبرا عنها في Wm-2) ، وهو ما يعادل مفهوم معدل جرعة التعرض ، و التعرض المشع (H، في جم-2) ، أي ما يعادل مفهوم جرعة التعرض.

في بعض نطاقات الطيف ، تعتمد التأثيرات البيولوجية الناتجة عن التعرض بشدة على طول الموجة. لذلك ، يجب استخدام كميات طيفية إضافية (على سبيل المثال ، الإشعاع الطيفي ، Ll، معبرا عنها في Wm-2 sr-1 nm-1) لموازنة قيم الانبعاث الفيزيائية للمصدر مقابل طيف الإجراء المطبق المتعلق بالتأثير البيولوجي.

 

المصادر والتعرض المهني

ينتج التعرض للأشعة تحت الحمراء من مصادر طبيعية واصطناعية مختلفة. قد يقتصر البث الطيفي من هذه المصادر على طول موجي واحد (ليزر) أو يمكن توزيعه على نطاق واسع من الطول الموجي.

الآليات المختلفة لتوليد الإشعاع البصري بشكل عام هي:

  • الإثارة الحرارية (إشعاع الجسم الأسود)
  • تصريف الغاز
  • تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع (الليزر) ، حيث تكون آلية تفريغ الغاز أقل أهمية في نطاق الأشعة تحت الحمراء.

 

تنتج الانبعاثات من أهم المصادر المستخدمة في العديد من العمليات الصناعية من الإثارة الحرارية ، ويمكن تقريبها باستخدام القوانين الفيزيائية لإشعاع الجسم الأسود إذا كانت درجة الحرارة المطلقة للمصدر معروفة. الانبعاث الكلي (M ، في Wm-2) لمبرد الجسم الأسود (الشكل 1) موصوف في قانون ستيفان بولتزمان:

م (T) = 5.67 × 10-8T4

ويعتمد على القوة الرابعة لدرجة الحرارة (T، في K) للجسم المشع. يصف قانون إشعاع بلانك التوزيع الطيفي للإشعاع:

وطول موجة الانبعاث الأقصى (λماكس) وفقًا لقانون فيينا من خلال:

λماكس = (2.898 × 10-8) / T

الشكل 1. الإشعاع الطيفي λماكسمشعاع جسم أسود عند درجة الحرارة المطلقة الموضحة بالدرجات الكلفينية على كل منحنى

ELF040F1

العديد من أجهزة الليزر المستخدمة في العمليات الصناعية والطبية تنبعث منها مستويات عالية جدًا من الأشعة تحت الحمراء. بشكل عام ، مقارنة بمصادر الإشعاع الأخرى ، يحتوي إشعاع الليزر على بعض الميزات غير العادية التي قد تؤثر على الخطر بعد التعرض ، مثل مدة النبض القصيرة جدًا أو الإشعاع العالي للغاية. لذلك ، تمت مناقشة إشعاع الليزر بالتفصيل في مكان آخر من هذا الفصل.

تتطلب العديد من العمليات الصناعية استخدام مصادر تنبعث منها مستويات عالية من الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء ، وبالتالي فإن عددًا كبيرًا من العمال مثل الخبازين ونفاخات الزجاج وعمال الأفران وعمال المسابك والحدادين والمصاهر ورجال الإطفاء معرضون لخطر التعرض. بالإضافة إلى المصابيح ، يجب مراعاة مصادر مثل اللهب ، ومشاعل الغاز ، ومشاعل الأسيتيلين ، وبرك المعدن المنصهر ، والقضبان المعدنية المتوهجة. توجد هذه في المسابك ومصانع الصلب وفي العديد من المصانع الثقيلة الأخرى. يلخص الجدول 1 بعض الأمثلة على مصادر IR وتطبيقاتها.

الجدول 1. المصادر المختلفة للأشعة تحت الحمراء والسكان المعرضين ومستويات التعرض التقريبية

مصدر

التطبيق أو السكان المكشوفين

تعرض

ضوء الشمس

عمال الهواء الطلق ، المزارعون ، عمال البناء ، البحارة ، عامة الناس

500 واط-2

مصابيح خيوط التنغستن

عامة السكان والعمال
الإضاءة العامة وتجفيف الحبر والطلاء

105-106 Wm-2sr-1

مصابيح خيوط الهالوجين التنغستن

(انظر مصابيح خيوط التنغستن)
أنظمة النسخ (التثبيت) ، العمليات العامة (التجفيف ، الخبز ، الانكماش ، التليين)

50-200 واط-2 (عند 50 سم)

الثنائيات الباعثة للضوء (مثل الصمام الثنائي GaAs)

لعب الأطفال ، والإلكترونيات الاستهلاكية ، وتكنولوجيا نقل البيانات ، إلخ.

105 Wm-2sr-1

مصابيح قوس زينون

أجهزة عرض وأجهزة محاكاة شمسية وأضواء بحث
مشغلي كاميرات مصنع الطباعة وعمال المختبرات البصرية والفنانين

107 Wm-2sr-1

ذوبان الحديد

أفران الصلب ، عمال مصانع الصلب

105 Wm-2sr-1

صفائف مصباح الأشعة تحت الحمراء

التدفئة الصناعية والتجفيف

103 إلى 8.103 Wm-2

مصابيح الأشعة تحت الحمراء في المستشفيات

حاضنات

100-300 واط-2

 

الآثار البيولوجية

لا يخترق الإشعاع البصري بشكل عام الأنسجة البيولوجية بعمق كبير. لذلك ، فإن الأهداف الأساسية للتعرض للأشعة تحت الحمراء هي الجلد والعين. في معظم ظروف التعرض ، تكون آلية التفاعل الرئيسية للأشعة تحت الحمراء هي الحرارية. فقط النبضات القصيرة جدًا التي قد ينتجها الليزر ، والتي لم يتم أخذها في الاعتبار هنا ، يمكن أن تؤدي أيضًا إلى تأثيرات حرارية ميكانيكية. من غير المتوقع أن تظهر التأثيرات الناتجة عن التأين أو من تكسر الروابط الكيميائية مع الأشعة تحت الحمراء لأن طاقة الجسيمات ، التي تقل عن 1.6 فولت تقريبًا ، منخفضة جدًا بحيث لا تسبب مثل هذه التأثيرات. للسبب نفسه ، تصبح التفاعلات الكيميائية الضوئية مهمة فقط في الأطوال الموجية الأقصر في المنطقة المرئية وفي المنطقة فوق البنفسجية. تنشأ التأثيرات الصحية المختلفة المعتمدة على الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء بشكل أساسي من الخصائص البصرية المعتمدة على الطول الموجي للأنسجة - على سبيل المثال ، الامتصاص الطيفي للوسائط العينية (الشكل 2).

الشكل 2. الامتصاص الطيفي لوسائط العين

ELF040F2

التأثيرات على العين

بشكل عام ، تتكيف العين جيدًا لحماية نفسها من الإشعاع الضوئي من البيئة الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العين محمية من الناحية الفسيولوجية من الإصابة من مصادر الضوء الساطع ، مثل الشمس أو المصابيح عالية الكثافة ، من خلال استجابة النفور التي تحد من مدة التعرض لجزء من الثانية (حوالي 0.25 ثانية).

يؤثر IRA في المقام الأول على شبكية العين ، بسبب شفافية الوسائط العينية. عند عرض مصدر نقطي أو شعاع ليزر مباشرة ، فإن خصائص التركيز في منطقة IRA تجعل شبكية العين أكثر عرضة للتلف من أي جزء آخر من الجسم. بالنسبة لفترات التعرض القصيرة ، فإن تسخين القزحية من امتصاص الأشعة تحت الحمراء المرئية أو القريبة منها يلعب دورًا في تطور التعتيم في العدسة.

مع زيادة الطول الموجي ، فوق 1 ميكرومتر تقريبًا ، يزيد الامتصاص بواسطة الوسائط العينية. لذلك ، فإن امتصاص إشعاع IRA بواسطة العدسة والقزحية المصطبغة يلعب دورًا في تكوين التعتيم العدسي. يُعزى تلف العدسة إلى أطوال موجية أقل من 3 ميكرومتر (IRA و IRB). بالنسبة للأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية الأطول من 1.4 ميكرومتر ، فإن الخلط المائي والعدسة ماصتان بشكل خاص.

في منطقة IRB و IRC من الطيف ، تصبح الوسائط العينية غير شفافة نتيجة الامتصاص القوي من قبل المياه المكونة لها. يتم الامتصاص في هذه المنطقة بشكل أساسي في القرنية وفي الخلط المائي. بعد 1.9 ميكرومتر ، القرنية هي الامتصاص الوحيد بفعالية. قد يؤدي امتصاص القرنية للأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي الطويل إلى زيادة درجات الحرارة في العين بسبب التوصيل الحراري. بسبب معدل الدوران السريع لخلايا القرنية السطحية ، يمكن توقع أن يكون أي ضرر يقتصر على طبقة القرنية الخارجية مؤقتًا. في نطاق IRC ، يمكن أن يتسبب التعرض في حروق في القرنية مماثلة لتلك الموجودة على الجلد. من غير المحتمل أن تحدث حروق القرنية بسبب رد فعل النفور الناجم عن الإحساس المؤلم الناجم عن التعرض القوي.

التأثيرات على الجلد

لن تخترق الأشعة تحت الحمراء الجلد بعمق شديد. لذلك ، قد يؤدي تعرض الجلد للأشعة تحت الحمراء القوية جدًا إلى تأثيرات حرارية موضعية ذات شدة مختلفة ، وحتى حروق خطيرة. تعتمد التأثيرات على الجلد على الخصائص البصرية للجلد ، مثل عمق الاختراق المعتمد على الطول الموجي (الشكل 3 ). خاصة في الأطوال الموجية الأطول ، قد يتسبب التعرض المكثف في ارتفاع درجة الحرارة المحلية وحروق. تعتمد القيم الحدية لهذه التأثيرات على الوقت ، بسبب الخصائص الفيزيائية لعمليات النقل الحراري في الجلد. تشعيع 10 كيلو واط-2، على سبيل المثال ، قد يسبب إحساسًا مؤلمًا في غضون 5 ثوانٍ ، في حين أن التعرض بمقدار 2 كيلوواط / متر-2 لن يتسبب في نفس التفاعل خلال فترات أقصر من 50 ثانية تقريبًا.

الشكل 3. عمق الاختراق في الجلد لأطوال موجية مختلفة

ELF040F3

إذا امتد التعرض لفترات طويلة جدًا ، حتى عند قيم أقل بكثير من عتبة الألم ، فقد يكون عبء الحرارة على جسم الإنسان كبيرًا. خاصة إذا كان التعرض يغطي الجسم كله ، على سبيل المثال ، أمام مصهور صلب. قد تكون النتيجة اختلالًا في نظام التنظيم الحراري المتوازن بشكل جيد من الناحية الفسيولوجية. ستعتمد عتبة تحمل مثل هذا التعرض على الظروف الفردية والبيئية المختلفة ، مثل السعة الفردية لنظام التنظيم الحراري ، أو التمثيل الغذائي الفعلي للجسم أثناء التعرض أو درجة الحرارة البيئية والرطوبة وحركة الهواء (سرعة الرياح). بدون أي عمل بدني ، أقصى تعرض 300 وات-2 يمكن تحملها لمدة تزيد عن ثماني ساعات في ظل ظروف بيئية معينة ، ولكن هذه القيمة تنخفض إلى حوالي 140 ميكرومتر-2 أثناء العمل البدني الشاق.

معايير التعرض

الآثار البيولوجية للتعرض للأشعة تحت الحمراء التي تعتمد على الطول الموجي ومدة التعرض ، لا يمكن تحملها إلا إذا تم تجاوز شدة عتبة معينة أو قيم الجرعة. للحماية من ظروف التعرض التي لا تطاق ، المنظمات الدولية مثل منظمة الصحة العالمية (WHO) ، مكتب العمل الدولي (ILO) ، اللجنة الدولية للإشعاع غير المؤين التابعة للرابطة الدولية للحماية من الإشعاع (INIRC / IRPA) ، و بعد ذلك ، اقترحت اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع غير المؤين (ICNIRP) والمؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH) حدود التعرض للأشعة تحت الحمراء من المصادر البصرية المتماسكة وغير المتماسكة. تستند معظم الاقتراحات الوطنية والدولية بشأن المبادئ التوجيهية للحد من تعرض الإنسان للإشعاع تحت الأحمر إلى أو حتى متطابقة مع القيم الحدية المقترحة (TLVs) التي نشرتها ACGIH (1993/1994). هذه الحدود معترف بها على نطاق واسع وتستخدم بشكل متكرر في المواقف المهنية. وهي تستند إلى المعرفة العلمية الحالية وتهدف إلى منع الإصابة الحرارية لشبكية العين والقرنية وتجنب الآثار المتأخرة المحتملة على عدسة العين.

مراجعة 1994 لحدود تعرض ACGIH هي كما يلي:

1. لحماية شبكية العين من الإصابة الحرارية في حالة التعرض للضوء المرئي (على سبيل المثال ، في حالة مصادر الضوء القوية) ، فإن الإشعاع الطيفي Lλ في W / (m² sr nm) موزونة مقابل وظيفة الخطر الحراري لشبكية العين Rλ (انظر الجدول 2) على مدى طول الموجة Δλ ويتم تلخيصها على مدى الطول الموجي 400 إلى 1400 نانومتر ، يجب ألا يتجاوز:

أين t هي مدة المشاهدة محدودة بفواصل زمنية من 10-3 إلى 10 ثوانٍ (أي لظروف المشاهدة العرضية ، وليس العرض الثابت) ، و α هي الشدة الزاوية للمصدر بالراديان المحسوبة بواسطة α = أقصى امتداد للمصدر / المسافة إلى المصدر Rλ  (الجدول 2 ).

2. لحماية شبكية العين من مخاطر التعرض لمصابيح الحرارة بالأشعة تحت الحمراء أو أي مصدر قريب من الأشعة تحت الحمراء حيث لا يوجد منبه بصري قوي ، فإن إشعاع الأشعة تحت الحمراء على مدى الطول الموجي 770 إلى 1400 نانومتر كما تراه العين (على أساس حدقة 7 مم القطر) للمدة الممتدة لظروف المشاهدة يجب أن يقتصر على:

يعتمد هذا الحد على قطر حدقة يبلغ 7 مم ، لأنه في هذه الحالة ، قد لا توجد استجابة النفور (إغلاق العين ، على سبيل المثال) بسبب عدم وجود ضوء مرئي.

3. لتجنب الآثار المتأخرة المحتملة على عدسة العين ، مثل تأخر إعتام عدسة العين ، ولحماية القرنية من التعرض المفرط ، يجب أن تقتصر الأشعة تحت الحمراء عند أطوال موجية أكبر من 770 نانومتر على 100 واط / متر مربع لفترات تزيد عن 1,000 ثانية و ل:

أو لفترات أقصر.

4. بالنسبة للمرضى الذين يعانون من عدم القدرة على الحركة ، يتم إعطاء وظائف ترجيح منفصلة و TLVs الناتجة لنطاق الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي (305-700 نانومتر).

الجدول 2. وظيفة الخطر الحراري لشبكية العين

الطول الموجي (نانومتر)

Rλ

الطول الموجي (نانومتر)

Rλ

400

1.0

460

8.0

405

2.0

465

7.0

410

4.0

470

6.2

415

8.0

475

5.5

420

9.0

480

4.5

425

9.5

485

4.0

430

9.8

490

2.2

435

10.0

495

1.6

440

10.0

500-700

1.0

445

9.7

700-1,050

10((700 - ) / 500)

450

9.4

1,050-1,400

0.2

455

9.0

   

المصدر: ACGIH 1996.

مقاسات

تتوفر تقنيات وأدوات قياس إشعاعي موثوقة تتيح تحليل المخاطر التي يتعرض لها الجلد والعين من التعرض لمصادر الإشعاع الضوئي. لتوصيف مصدر الضوء التقليدي ، من المفيد عمومًا قياس الإشعاع. لتحديد ظروف التعرض الخطرة من المصادر البصرية ، فإن الإشعاع والتعرض الإشعاعي لهما أهمية أكبر. يعتبر تقييم مصادر النطاق العريض أكثر تعقيدًا من تقييم المصادر التي تصدر بأطوال موجية مفردة أو نطاقات ضيقة جدًا ، حيث يجب مراعاة الخصائص الطيفية وحجم المصدر. يتكون طيف بعض المصابيح من انبعاث مستمر على نطاق واسع من الطول الموجي وانبعاث على أطوال موجية فردية معينة (خطوط). قد يتم إدخال أخطاء كبيرة في تمثيل تلك الأطياف إذا لم تتم إضافة جزء الطاقة في كل سطر بشكل صحيح إلى السلسلة المتصلة.

لتقييم المخاطر الصحية ، يجب قياس قيم التعرض عبر فتحة محددة يتم تحديد معايير التعرض لها. عادةً ما تُعتبر الفتحة التي يبلغ قطرها 1 مم أصغر حجم للفتحة العملية. تمثل الأطوال الموجية التي تزيد عن 0.1 مم صعوبات بسبب تأثيرات الانعراج الكبيرة الناتجة عن فتحة تبلغ 1 مم. بالنسبة لنطاق الطول الموجي هذا ، تم قبول فتحة تبلغ 1 سم 11 (قطر 7 مم) ، لأن النقاط الساخنة في هذا النطاق أكبر من الأطوال الموجية الأقصر. لتقييم مخاطر شبكية العين ، تم تحديد حجم الفتحة بمتوسط ​​حجم حدقة العين ، وبالتالي تم اختيار فتحة تبلغ XNUMX مم.

بشكل عام ، القياسات في المنطقة البصرية معقدة للغاية. قد تؤدي القياسات التي يقوم بها أفراد غير مدربين إلى استنتاجات غير صحيحة. يمكن العثور على ملخص مفصل لإجراءات القياس في Sliney و Wolbarsht (1980).

تدابير وقائية

الحماية القياسية الأكثر فعالية من التعرض للإشعاع البصري هي الحاوية الكاملة للمصدر وجميع مسارات الإشعاع التي قد تخرج من المصدر. من خلال هذه التدابير ، يجب أن يكون من السهل تحقيق الامتثال لحدود التعرض في معظم الحالات. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فإن الحماية الشخصية قابلة للتطبيق. على سبيل المثال ، يجب استخدام حماية العين المتاحة على شكل نظارات أو أقنعة أو ملابس واقية مناسبة. إذا كانت ظروف العمل لن تسمح بتطبيق مثل هذه التدابير ، فقد يكون من الضروري وجود رقابة إدارية والوصول المقيد إلى مصادر مكثفة للغاية. في بعض الحالات ، قد يكون تقليل قوة المصدر أو وقت العمل (توقف العمل مؤقتًا للتعافي من الإجهاد الحراري) ، أو كليهما ، إجراءً محتملاً لحماية العامل.

وفي الختام

بشكل عام ، فإن الأشعة تحت الحمراء من المصادر الأكثر شيوعًا مثل المصابيح ، أو من معظم التطبيقات الصناعية ، لن تسبب أي خطر على العمال. ومع ذلك ، في بعض أماكن العمل ، يمكن أن يسبب IR خطرًا على صحة العامل. بالإضافة إلى ذلك ، هناك زيادة سريعة في تطبيق واستخدام المصابيح ذات الأغراض الخاصة وفي عمليات درجات الحرارة المرتفعة في الصناعة والعلوم والطب. إذا كان التعرض من تلك التطبيقات مرتفعًا بدرجة كافية ، فلا يمكن استبعاد التأثيرات الضارة (بشكل رئيسي في العين ولكن أيضًا على الجلد). من المتوقع أن تزداد أهمية معايير التعرض للإشعاع الضوئي المعترف بها دوليًا. لحماية العامل من التعرض المفرط ، يجب أن تكون التدابير الوقائية مثل الواقيات (دروع العين) أو الملابس الواقية إلزامية.

الآثار البيولوجية الضارة الرئيسية المنسوبة إلى الأشعة تحت الحمراء هي إعتام عدسة العين ، المعروف باسم منفاخ الزجاج أو إعتام عدسة العين لرجل الفرن. يؤدي التعرض طويل المدى حتى عند المستويات المنخفضة نسبيًا إلى إجهاد حراري لجسم الإنسان. في ظروف التعرض هذه ، يجب مراعاة عوامل إضافية مثل درجة حرارة الجسم وفقدان الحرارة بالتبخير بالإضافة إلى العوامل البيئية.

من أجل إعلام وتوجيه العمال تم تطوير بعض الأدلة العملية في الدول الصناعية. يمكن العثور على ملخص شامل في Sliney و Wolbarsht (1980).

 

الرجوع

الثلاثاء، شنومكس مارس شنومكس شنومكس: شنومكس

إشعاع الضوء والأشعة تحت الحمراء

تعد الطاقة الإشعاعية للضوء والأشعة تحت الحمراء (IR) شكلين من أشكال الإشعاع الضوئي ، وتشكلان مع الأشعة فوق البنفسجية الطيف البصري. ضمن الطيف البصري ، الأطوال الموجية المختلفة لها إمكانات مختلفة إلى حد كبير للتسبب في تأثيرات بيولوجية ، ولهذا السبب قد ينقسم الطيف البصري إلى مزيد من التقسيم الفرعي.

على المدى ضوء يجب أن تكون محفوظة لأطوال موجية من الطاقة المشعة بين 400 و 760 نانومتر ، والتي تثير استجابة بصرية في شبكية العين (CIE 1987). الضوء هو المكون الأساسي لإخراج المصابيح المضيئة والعروض المرئية ومجموعة متنوعة من أجهزة الإضاءة. بصرف النظر عن أهمية الإضاءة للرؤية ، قد تشكل بعض مصادر الضوء ، مع ذلك ، ردود فعل فسيولوجية غير مرغوب فيها مثل الإعاقة وعدم الراحة ، والوميض وأشكال أخرى من إجهاد العين بسبب التصميم المريح السيئ لمهام مكان العمل. يعد انبعاث الضوء الشديد أيضًا أحد الآثار الجانبية الخطرة المحتملة لبعض العمليات الصناعية ، مثل اللحام بالقوس الكهربائي.

قد يشار أيضًا إلى الأشعة تحت الحمراء (IRR ، أطوال موجية من 760 نانومتر إلى 1 مم) بشكل شائع جدًا الإشعاع الحراري (أو الحرارة الإشعاعية) ، وينبعث من أي جسم دافئ (المحركات الساخنة ، المعادن المنصهرة ومصادر المسبك الأخرى ، الأسطح المعالجة بالحرارة ، المصابيح الكهربائية المتوهجة ، أنظمة التدفئة المشعة ، إلخ). تنبعث الأشعة تحت الحمراء أيضًا من مجموعة كبيرة ومتنوعة من المعدات الكهربائية مثل المحركات الكهربائية والمولدات والمحولات والمعدات الإلكترونية المختلفة.

تعتبر الأشعة تحت الحمراء عاملاً مساهماً في الإجهاد الحراري. يمكن أن تتحد درجة حرارة الهواء المحيط المرتفعة والرطوبة ودرجة منخفضة من دوران الهواء مع الحرارة المشعة لإنتاج إجهاد حراري مع احتمال حدوث إصابات حرارية. في البيئات الأكثر برودة ، يمكن أن تؤدي مصادر الحرارة المشعة غير المرحب بها أو سيئة التصميم أيضًا إلى عدم الراحة - وهو اعتبار مريح.

الآثار البيولوجية

إن المخاطر المهنية التي تتعرض لها العين والجلد من خلال أشكال الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء محدودة بسبب نفور العين من الضوء الساطع والإحساس بالألم في الجلد الناتج عن التسخين الإشعاعي المكثف. العين مهيأة بشكل جيد لحماية نفسها من إصابات الإشعاع البصري الحادة (بسبب الأشعة فوق البنفسجية أو المرئية أو الأشعة تحت الحمراء) من أشعة الشمس المحيطة. إنه محمي باستجابة النفور الطبيعي لمشاهدة مصادر الضوء الساطع التي تحميه عادة من الإصابة الناتجة عن التعرض لمصادر مثل الشمس والمصابيح القوسية وأقواس اللحام ، لأن هذا النفور يحد من مدة التعرض لكسر (حوالي اثنين - أعشار) من الثانية. ومع ذلك ، فإن المصادر الغنية بـ IRR بدون محفز بصري قوي يمكن أن تكون خطرة على عدسة العين في حالة التعرض المزمن. يمكن للمرء أيضًا إجبار نفسه على التحديق في الشمس أو قوس اللحام أو حقل الثلج وبالتالي يعاني من فقدان مؤقت (وأحيانًا دائم) للرؤية. في بيئة صناعية تظهر فيها الأضواء الساطعة منخفضة في مجال الرؤية ، تكون آليات حماية العين أقل فاعلية ، وتكون احتياطات المخاطر مهمة بشكل خاص.

هناك ما لا يقل عن خمسة أنواع منفصلة من المخاطر على العين والجلد من الضوء الشديد ومصادر IRR ، ويجب اختيار التدابير الوقائية مع فهم كل منها. بالإضافة إلى المخاطر المحتملة التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية (UVR) من بعض مصادر الضوء الشديدة ، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار المخاطر التالية (Sliney and Wolbarsht 1980 ؛ WHO 1982):

  1. الإصابة الحرارية لشبكية العين ، والتي يمكن أن تحدث بأطوال موجية من 400 نانومتر إلى 1,400 نانومتر. عادةً ما يكون خطر هذا النوع من الإصابات ناتجًا عن الليزر أو مصدر قوس زينون شديد الكثافة أو كرة نارية نووية. ينتج عن الحرق الموضعي لشبكية العين بقعة عمياء (ورم عتمة).
  2. إصابة كيميائية ضوئية للضوء الأزرق لشبكية العين (خطر مرتبط بشكل أساسي بالضوء الأزرق لأطوال موجية من 400 نانومتر إلى 550 نانومتر) (هام 1989). وعادة ما تسمى الإصابة بالتهاب الشبكية الضوئي "الضوء الأزرق". يتم تسمية شكل معين من هذه الإصابة ، وفقًا لمصدرها ، التهاب الشبكية الشمسي. كان يشار إلى التهاب الشبكية الشمسي ذات مرة باسم "عمى الكسوف" وما يرتبط به من "حرق الشبكية". في السنوات الأخيرة فقط ، أصبح من الواضح أن التهاب الشبكية الضوئي ينتج عن آلية إصابة كيميائية ضوئية بعد تعرض الشبكية لأطوال موجية أقصر في الطيف المرئي ، أي الضوء البنفسجي والأزرق. حتى سبعينيات القرن الماضي ، كان يُعتقد أنه نتيجة لآلية إصابة حرارية. على عكس الضوء الأزرق ، فإن إشعاع IRA غير فعال للغاية في إحداث إصابات الشبكية. (هام 1970 ؛ سليني وولبارشت 1989).
  3. المخاطر الحرارية القريبة من الأشعة تحت الحمراء على العدسة (المرتبطة بأطوال موجية من 800 نانومتر إلى 3,000 نانومتر) مع احتمال حدوث إعتام عدسة العين الحراري الصناعي. يبلغ متوسط ​​تعرض القرنية للأشعة تحت الحمراء في ضوء الشمس حوالي 10 وات / م2. بالمقارنة ، تعرض عمال الزجاج والصلب لأشعة تحت الحمراء بترتيب من 0.8 إلى 4 كيلو واط / م2 يوميًا لمدة 10 إلى 15 عامًا ظهرت عتامات عدسية (Sliney and Wolbarsht 1980). تشمل هذه النطاقات الطيفية IRA و IRB (انظر الشكل 1). إرشادات المؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH) لتعرض IRA للجزء الأمامي من العين هو إشعاع إجمالي مرجح زمنياً يبلغ 100 وات / م2 لفترات التعرض التي تزيد عن 1,000 ثانية (16.7 دقيقة) (ACGIH 1992 و 1995).
  4. الإصابة الحرارية للقرنية والملتحمة (بأطوال موجية من حوالي 1,400 نانومتر إلى 1 مم). يقتصر هذا النوع من الإصابات بشكل حصري تقريبًا على التعرض لإشعاع الليزر.
  5. الإصابة الحرارية للجلد. هذا نادر من المصادر التقليدية ولكن يمكن أن يحدث عبر الطيف الضوئي بأكمله.

أهمية الطول الموجي ووقت التعرض

عادةً ما تقتصر الإصابات الحرارية (1) و (4) أعلاه على فترات تعرض قصيرة جدًا ، وقد تم تصميم حماية العين لمنع هذه الإصابات الحادة. ومع ذلك ، يمكن أن تنتج الإصابات الكيميائية الضوئية ، كما هو مذكور في (2) أعلاه ، عن معدلات الجرعات المنخفضة المنتشرة على مدار يوم العمل بأكمله. ينتج عن منتج معدل الجرعة ومدة التعرض دائمًا الجرعة (الجرعة هي التي تتحكم في درجة الخطر الكيميائي الضوئي). كما هو الحال مع أي آلية إصابة كيميائية ضوئية ، يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار طيف العمل الذي يصف الفعالية النسبية للأطوال الموجية المختلفة في إحداث تأثير بيولوجي ضوئي. على سبيل المثال ، يبلغ طيف العمل لإصابة الشبكية الكيميائية الضوئية ذروته عند حوالي 440 نانومتر (هام 1989). تقتصر معظم التأثيرات الكيميائية الضوئية على نطاق ضيق جدًا من الأطوال الموجية ؛ بينما يمكن أن يحدث التأثير الحراري عند أي طول موجي في الطيف. ومن ثم ، فإن حماية العين من أجل هذه التأثيرات المحددة لا تحتاج إلا إلى حظر نطاق طيفي ضيق نسبيًا حتى تكون فعالة. عادة ، يجب ترشيح أكثر من نطاق طيفي في حماية العين لمصدر واسع النطاق.

مصادر الاشعاع البصري

ضوء الشمس

ينتج أكبر تعرض مهني للإشعاع البصري عن تعرض العاملين في الهواء الطلق لأشعة الشمس. يمتد الطيف الشمسي من طبقة الأوزون الستراتوسفيرية بحوالي 290-295 نانومتر في نطاق الأشعة فوق البنفسجية إلى 5,000 نانومتر (5 ميكرومتر) على الأقل في نطاق الأشعة تحت الحمراء. يمكن أن يصل الإشعاع الشمسي إلى مستوى عالٍ يصل إلى 1 كيلو واط / م2 خلال أشهر الصيف. يمكن أن يؤدي إلى إجهاد حراري ، اعتمادًا على درجة حرارة الهواء المحيط والرطوبة.

مصادر اصطناعية

تشمل أهم المصادر الاصطناعية لتعرض الإنسان للإشعاع الضوئي ما يلي:

  1. اللحام والقطع. عادة ما يتعرض عمال اللحام وزملاؤهم ليس فقط للأشعة فوق البنفسجية الشديدة ، ولكن أيضًا للإشعاع المرئي الشديد والأشعة تحت الحمراء المنبعثة من القوس. في حالات نادرة ، تسببت هذه المصادر في إصابة حادة لشبكية العين. حماية العين إلزامية لهذه البيئات.
  2. الصناعات المعدنية والمسابك. المصدر الأكثر أهمية للتعرض المرئي والأشعة تحت الحمراء هو من الأسطح المعدنية المنصهرة والساخنة في صناعات الصلب والألمنيوم وفي المسابك. يتراوح تعرض العمال عادة من 0.5 إلى 1.2 كيلو واط / م2.
  3. مصابيح القوس. العديد من العمليات الصناعية والتجارية ، مثل تلك التي تنطوي على مصابيح المعالجة الكيميائية الضوئية ، تبعث ضوءًا مرئيًا كثيفًا قصير الموجة (أزرق) بالإضافة إلى الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. في حين أن احتمالية التعرض الضار منخفضة بسبب الحماية ، فقد يحدث التعرض العرضي في بعض الحالات.
  4. مصابيح الأشعة تحت الحمراء. تنبعث هذه المصابيح في الغالب في نطاق IRA وتستخدم بشكل عام للمعالجة الحرارية وتجفيف الطلاء والتطبيقات ذات الصلة. لا تشكل هذه المصابيح أي خطر كبير للتعرض للإنسان لأن الانزعاج الناتج عند التعرض سيحد من التعرض لمستوى آمن.
  5. العلاج الطبي. تستخدم مصابيح الأشعة تحت الحمراء في الطب الطبيعي لمجموعة متنوعة من الأغراض التشخيصية والعلاجية. يختلف التعرض للمريض بشكل كبير وفقًا لنوع العلاج ، وتتطلب مصابيح الأشعة تحت الحمراء استخدامًا دقيقًا من قبل الموظفين.
  6. الإضاءة العامة. تصدر مصابيح الفلورسنت القليل جدًا من الأشعة تحت الحمراء وهي عمومًا ليست مشرقة بدرجة كافية لتشكل خطرًا محتملاً على العين. تنبعث المصابيح المتوهجة من التنغستن والهالوجين التنغستن جزءًا كبيرًا من طاقتها المشعة في الأشعة تحت الحمراء. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يشكل الضوء الأزرق المنبعث من مصابيح الهالوجين التنجستن خطرًا على شبكية العين إذا كان الشخص يحدق في الفتيل. لحسن الحظ ، فإن استجابة النفور من الضوء الساطع تمنع الإصابة الحادة حتى على مسافات قصيرة. يجب أن يؤدي وضع مرشحات "حرارة" زجاجية فوق هذه المصابيح إلى تقليل / إزالة هذا الخطر.
  7. أجهزة العرض الضوئية والأجهزة الأخرى. تُستخدم مصادر الضوء المكثفة في الكشافات وأجهزة عرض الأفلام وغيرها من أجهزة موازاة شعاع الضوء. هذه قد تشكل خطرا على شبكية العين مع الحزمة المباشرة على مسافات قريبة جدا.

 

قياس خصائص المصدر

إن أهم ما يميز أي مصدر بصري هو توزيع القدرة الطيفية. يتم قياس ذلك باستخدام مقياس طيف ، يتكون من بصريات إدخال مناسبة ، وجهاز أحادي اللون وكاشف ضوئي.

في العديد من المواقف العملية ، يُستعمل مقياس إشعاع بصري عريض النطاق لاختيار منطقة طيفية معينة. لكل من الإضاءة المرئية ولأغراض السلامة ، سيتم تصميم الاستجابة الطيفية للأداة لتتبع استجابة طيفية بيولوجية ؛ على سبيل المثال ، يتم توجيه مقياس لوكس للاستجابة الضوئية (البصرية) للعين. عادة ، بصرف النظر عن عدادات الخطر للأشعة فوق البنفسجية ، فإن قياس وتحليل المخاطر لمصادر الضوء الشديدة ومصادر الأشعة تحت الحمراء معقد للغاية بالنسبة لأخصائيي الصحة والسلامة المهنية الروتينية. يتم إحراز تقدم في توحيد معايير فئات السلامة للمصابيح ، بحيث لا تكون القياسات من قبل المستخدم مطلوبة من أجل تحديد المخاطر المحتملة.

حدود التعرض البشري

من خلال معرفة المعلمات البصرية للعين البشرية وإشعاع مصدر الضوء ، من الممكن حساب الإشعاع (معدلات الجرعة) في شبكية العين. قد يكون تعرض الهياكل الأمامية للعين البشرية للأشعة تحت الحمراء أمرًا مهمًا أيضًا ، ويجب أن يؤخذ في الاعتبار أيضًا أن الموقع النسبي لمصدر الضوء ودرجة إغلاق الغطاء يمكن أن يؤثر بشكل كبير على الحساب الصحيح لتعرض العين جرعة. بالنسبة للتعرضات للأشعة فوق البنفسجية وطول الموجة القصيرة ، فإن التوزيع الطيفي لمصدر الضوء مهم أيضًا.

أوصى عدد من المجموعات الوطنية والدولية بحدود التعرض المهني (ELs) للإشعاع البصري (ACGIH 1992 و 1994 ؛ Sliney 1992). على الرغم من أن معظم هذه المجموعات قد أوصت بـ ELs للأشعة فوق البنفسجية وأشعة الليزر ، إلا أن مجموعة واحدة فقط أوصت ELs للإشعاع المرئي (أي الضوء) ، وهي ACGIH ، وهي وكالة معروفة في مجال الصحة المهنية. تشير ACGIH إلى EL الخاصة بها على أنها قيم حدية ، أو TLVs ، وبما أنها تصدر سنويًا ، فهناك فرصة لمراجعة سنوية (ACGIH 1992 و 1995). وهي تستند في جزء كبير منها إلى بيانات إصابة العين من الدراسات التي أجريت على الحيوانات ومن بيانات إصابات الشبكية البشرية الناتجة عن رؤية الشمس وأقواس اللحام. علاوة على ذلك ، تعتمد TLVs على الافتراض الأساسي بأن التعرضات البيئية الخارجية للطاقة الإشعاعية المرئية لا تشكل عادةً خطراً على العين إلا في البيئات غير العادية للغاية ، مثل حقول الثلج والصحاري ، أو عندما يقوم المرء بالفعل بتثبيت العين على الشمس.

تقييم الأمان من الإشعاع البصري

نظرًا لأن التقييم الشامل للمخاطر يتطلب قياسات معقدة للإشعاع الطيفي وإشعاع المصدر ، وأحيانًا أدوات وحسابات متخصصة جدًا أيضًا ، نادرًا ما يتم إجراؤه في الموقع من قبل خبراء الصحة الصناعية ومهندسي السلامة. بدلاً من ذلك ، فإن معدات حماية العين التي سيتم نشرها مفوضة من قبل لوائح السلامة في البيئات الخطرة. قيمت الدراسات البحثية مجموعة واسعة من الأقواس والليزر والمصادر الحرارية من أجل تطوير توصيات واسعة لمعايير أمان عملية وسهلة التطبيق.

تدابير وقائية

نادرًا ما يكون التعرض المهني للإشعاع المرئي والأشعة تحت الحمراء خطيرًا وعادة ما يكون مفيدًا. ومع ذلك ، تصدر بعض المصادر قدرًا كبيرًا من الإشعاع المرئي ، وفي هذه الحالة ، يتم استحضار استجابة النفور الطبيعي ، لذلك هناك فرصة ضئيلة للتعرض المفرط للعيون. من ناحية أخرى ، من المحتمل جدًا أن يكون التعرض العرضي في حالة المصادر الاصطناعية التي تنبعث منها فقط الأشعة القريبة من الأشعة تحت الحمراء. تشمل التدابير التي يمكن اتخاذها لتقليل التعرض غير الضروري للموظفين لإشعاع الأشعة تحت الحمراء تصميمًا هندسيًا مناسبًا للنظام البصري المستخدم ، وارتداء نظارات واقية مناسبة أو أقنعة للوجه ، وتقييد الوصول إلى الأشخاص المعنيين مباشرة بالعمل ، والتأكد من أن العمال على دراية بذلك. الأخطار المحتملة المرتبطة بالتعرض لمصادر الأشعة المرئية الشديدة ومصادر الأشعة تحت الحمراء. يجب أن يحصل موظفو الصيانة الذين يستبدلون المصابيح القوسية على تدريب كافٍ لتفادي التعرض الخطير. من غير المقبول أن يعاني العمال من احمرار الجلد أو التهاب القرنية الضوئية. في حالة حدوث هذه الظروف ، يجب فحص ممارسات العمل واتخاذ الخطوات لضمان عدم احتمال التعرض المفرط في المستقبل. المشغلات الحوامل لا يتعرضن لخطر محدد للإشعاع البصري فيما يتعلق بسلامة الحمل.

معايير وتصميم واقي العين

بدأ تصميم واقيات العين للحام والعمليات الأخرى التي تقدم مصادر الإشعاع البصري الصناعي (على سبيل المثال ، أعمال السبك وصناعة الفولاذ والزجاج) في بداية هذا القرن مع تطور زجاج كروك. اتبعت معايير واقي العين التي تطورت لاحقًا المبدأ العام الذي مفاده أنه نظرًا لعدم الحاجة إلى الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية للرؤية ، يجب حظر هذه النطاقات الطيفية على أفضل وجه ممكن بواسطة المواد الزجاجية المتاحة حاليًا.

تم اختبار المعايير التجريبية لمعدات حماية العين في السبعينيات وتبين أنها تضمنت عوامل أمان كبيرة للأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية عندما تم اختبار عوامل الإرسال مقابل حدود التعرض المهني الحالية ، في حين أن عوامل الحماية للضوء الأزرق كانت كافية فقط. لذلك تم تعديل متطلبات بعض المعايير.

الحماية من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء

يتم استخدام عدد من مصابيح الأشعة فوق البنفسجية المتخصصة في الصناعة للكشف عن التألق والتصوير الضوئي للأحبار والراتنجات البلاستيكية وبوليمرات الأسنان وما إلى ذلك. على الرغم من أن مصادر الأشعة فوق البنفسجية لا تشكل خطرًا كبيرًا ، إلا أن هذه المصادر قد تحتوي إما على كميات ضئيلة من الأشعة فوق البنفسجية الخطرة أو تسبب مشكلة وهج الإعاقة (من تألق العدسة البلورية للعين). تتوفر عدسات مرشح للأشعة فوق البنفسجية ، زجاجية أو بلاستيكية ، ذات عوامل توهين عالية جدًا على نطاق واسع للحماية من طيف الأشعة فوق البنفسجية بأكمله. يمكن اكتشاف صبغة صفراء طفيفة إذا تم توفير الحماية حتى 400 نانومتر. من الأهمية بمكان لهذا النوع من النظارات (وللنظارات الشمسية الصناعية) توفير الحماية لمجال الرؤية المحيطي. تعتبر الدروع الجانبية أو التصميمات الملفوفة مهمة للحماية من تركيز الأشعة الزمانية المائلة في المنطقة الاستوائية الأنفية للعدسة ، حيث ينشأ الساد القشري بشكل متكرر.

تحجب جميع مواد العدسات الزجاجية والبلاستيكية تقريبًا الأشعة فوق البنفسجية التي تقل عن 300 نانومتر والأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية تزيد عن 3,000 نانومتر (3 ميكرومتر) ، وبالنسبة لعدد قليل من أجهزة الليزر والمصادر الضوئية ، ستوفر نظارات السلامة الشفافة العادية المقاومة للصدمات حماية جيدة (على سبيل المثال ، تحجب عدسات البولي كربونات الشفافة بشكل فعال أطوال موجية أكبر من 3 ميكرومتر). ومع ذلك ، يجب إضافة المواد الماصة مثل أكاسيد المعادن في الزجاج أو الأصباغ العضوية في البلاستيك للقضاء على الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى حوالي 380-400 نانومتر والأشعة تحت الحمراء التي تتجاوز 780 نانومتر إلى 3 ميكرومتر. اعتمادًا على المادة ، قد يكون هذا إما سهلًا أو صعبًا جدًا أو مكلفًا ، وقد يختلف ثبات جهاز الامتصاص إلى حد ما. يجب أن تحتوي المرشحات التي تفي بمعيار ANSI Z87.1 التابع للمعهد القومي الأمريكي للمعايير على عوامل التوهين المناسبة في كل نطاق طيفي حرج.

الحماية في الصناعات المختلفة

مكافحة الحريق

قد يتعرض رجال الإطفاء لإشعاع شديد من الأشعة تحت الحمراء القريبة ، وبغض النظر عن حماية الرأس والوجه ذات الأهمية الحاسمة ، يتم وصف مرشحات التخفيف IRR بشكل متكرر. هنا ، حماية التأثير مهمة أيضًا.

نظارات صناعة المسبك والزجاج

تتمتع النظارات والنظارات الواقية المصممة لحماية العين من الأشعة تحت الحمراء بشكل عام بلون أخضر فاتح ، على الرغم من أن الصبغة قد تكون أغمق إذا كانت هناك حاجة إلى بعض الراحة ضد الإشعاع المرئي. لا ينبغي الخلط بين واقيات العين هذه وبين العدسات الزرقاء المستخدمة في عمليات الصلب والمسبك ، حيث يكون الهدف هو فحص درجة حرارة المصهور بصريًا ؛ لا توفر هذه النظارات الزرقاء الحماية ، ويجب ارتداؤها لفترة وجيزة فقط.

لحام

يمكن نقل خصائص الترشيح بالأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية بسهولة إلى المرشحات الزجاجية عن طريق إضافات مثل أكسيد الحديد ، ولكن درجة التوهين المرئي بدقة تحدد رقم الظل، وهو تعبير لوغاريتمي عن التوهين. عادةً ما يتم استخدام رقم الظل من 3 إلى 4 في اللحام بالغاز (الذي يتطلب نظارات واقية) ، ورقم الظل من 10 إلى 14 لعمليات اللحام القوسي وعمليات قوس البلازما (هنا ، يلزم حماية الخوذة). القاعدة الأساسية هي أنه إذا وجد عامل اللحام القوس مريحًا للعرض ، يتم توفير التوهين الكافي ضد مخاطر العين. قد يحتاج المشرفون ومساعدي اللحام والأشخاص الآخرين في منطقة العمل إلى مرشحات ذات رقم ظل منخفض نسبيًا (على سبيل المثال ، من 3 إلى 4) للحماية من التهاب القرنية الضوئي ("عين القوس" أو "وميض اللحام"). في السنوات الأخيرة ، ظهر نوع جديد من مرشح اللحام ، مرشح التظليل التلقائي. بغض النظر عن نوع المرشح ، يجب أن يفي بمعايير ANSI Z87.1 و Z49.1 لمرشحات اللحام الثابتة المخصصة للظل الداكن (Buhr and Sutter 1989؛ CIE 1987).

مرشحات لحام أوتوداركينج

يمثل مرشح اللحام المتغير التلقائي ، الذي يزيد رقم الظل الخاص به مع كثافة الإشعاع البصري الذي يصطدم به ، تقدمًا مهمًا في قدرة عمال اللحام على إنتاج لحامات عالية الجودة باستمرار بشكل أكثر كفاءة وراحة. في السابق ، كان على عامل اللحام خفض ورفع الخوذة أو المرشح في كل مرة يتم فيها تشغيل القوس وإخماده. كان على عامل اللحام أن يعمل "أعمى" قبل ضرب القوس مباشرة. علاوة على ذلك ، عادةً ما يتم خفض الخوذة ورفعها بضربات حادة في الرقبة والرأس ، مما قد يؤدي إلى إجهاد الرقبة أو إصابات أكثر خطورة. في مواجهة هذا الإجراء غير المريح والمرهق ، يقوم بعض عمال اللحام في كثير من الأحيان ببدء القوس بخوذة تقليدية في الوضع المرتفع - مما يؤدي إلى التهاب القرنية الضوئي. في ظل ظروف الإضاءة المحيطة العادية ، يمكن لعامل اللحام الذي يرتدي خوذة مزودة بفلتر تظليل تلقائي أن يرى جيدًا بما يكفي مع حماية العين لأداء مهام مثل محاذاة الأجزاء المراد لحامها ، وتحديد موضع معدات اللحام بدقة وضرب القوس. في تصميمات الخوذة الأكثر شيوعًا ، تقوم مستشعرات الضوء بعد ذلك بالكشف عن وميض القوس تقريبًا بمجرد ظهوره وتوجيه وحدة محرك إلكترونية لتبديل مرشح الكريستال السائل من الظل الفاتح إلى الظل الداكن المحدد مسبقًا ، مما يلغي الحاجة إلى الخرقاء والخطرة المناورات التي تتم باستخدام المرشحات ذات الظل الثابت.

لقد تم طرح السؤال بشكل متكرر حول ما إذا كانت مشكلات الأمان الخفية قد تتطور مع مرشحات التعتيم التلقائي. على سبيل المثال ، هل يمكن أن تؤدي الصور اللاحقة ("عمى الفلاش") في مكان العمل إلى ضعف دائم في الرؤية؟ هل توفر الأنواع الجديدة من المرشحات درجة حماية مكافئة أو أفضل من تلك التي يمكن أن توفرها المرشحات الثابتة التقليدية؟ على الرغم من أنه يمكن للمرء أن يجيب على السؤال الثاني بالإيجاب ، يجب أن يكون مفهوما أنه ليست كل مرشحات التعتيم التلقائي متكافئة. سرعات تفاعل المرشح ، وقيم الضوء والظلال الداكنة المحققة في ظل كثافة إضاءة معينة ، وقد يختلف وزن كل وحدة من نمط واحد من المعدات إلى آخر. يختلف اعتماد أداء الوحدة على درجة الحرارة ، والاختلاف في درجة الظل مع تدهور البطارية الكهربائية ، و "ظل حالة الراحة" والعوامل التقنية الأخرى اعتمادًا على تصميم كل مصنع. يتم تناول هذه الاعتبارات في المعايير الجديدة.

نظرًا لأن جميع الأنظمة توفر توهينًا مناسبًا للمرشح ، فإن السمة الوحيدة الأكثر أهمية المحددة من قبل الشركات المصنعة لمرشحات التعتيم التلقائي هي سرعة تبديل المرشح. تختلف مرشحات التظليل التلقائي الحالية في سرعة التبديل من عُشر ثانية إلى أسرع من 1/10,000 جزء من الثانية. أشار Buhr و Sutter (1989) إلى وسيلة لتحديد أقصى وقت للتبديل ، لكن صيغتها تختلف بالنسبة إلى المسار الزمني للتبديل. تعد سرعة التبديل أمرًا بالغ الأهمية ، نظرًا لأنها تعطي أفضل دليل للقياس المهم للغاية (ولكن غير المحدد) لمقدار الضوء الذي يدخل العين عند ضرب القوس مقارنة بالضوء المعترف به بواسطة مرشح ثابت من نفس رقم الظل العامل . إذا دخل الكثير من الضوء إلى العين لكل تبديل خلال اليوم ، فإن جرعة الطاقة الضوئية المتراكمة تنتج "تكيفًا عابرًا" وشكاوى حول "إجهاد العين" ومشكلات أخرى. (التكيف العابر هو التجربة المرئية الناتجة عن التغيرات المفاجئة في بيئة الإضاءة الخاصة بالفرد ، والتي قد تتميز بعدم الراحة ، والإحساس بالتعرض للوهج وفقدان مؤقت للرؤية التفصيلية.) المنتجات الحالية ذات سرعات التحويل بترتيب عشرة ميلي ثانية سيوفر حماية كافية بشكل أفضل ضد التهاب الشبكية الضوئي. ومع ذلك ، فإن أقصر وقت للتبديل - بترتيب 0.1 مللي ثانية - له ميزة تقليل تأثيرات التكيف العابر (Eriksen 1985 ؛ Sliney 1992).

تتوفر اختبارات فحص بسيطة لعامل اللحام بعد إجراء اختبارات معملية مكثفة. قد يقترح المرء على عامل اللحام أنه ينظر ببساطة إلى صفحة مطبوعة مفصلة من خلال عدد من مرشحات التظليل التلقائي. سيعطي هذا إشارة إلى الجودة البصرية لكل مرشح. بعد ذلك ، قد يُطلب من عامل اللحام محاولة ضرب قوس أثناء مراقبته من خلال كل مرشح يتم النظر في شرائه. لحسن الحظ ، يمكن للمرء أن يعتمد على حقيقة أن مستويات الإضاءة المريحة لأغراض المشاهدة لن تكون خطيرة. يجب التحقق من فعالية ترشيح الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء في ورقة مواصفات الشركة المصنعة للتأكد من تصفية النطاقات غير الضرورية. يجب أن يمنح عدد قليل من ضربات القوس المتكررة للحام إحساسًا بما إذا كان سيتم الشعور بعدم الراحة من التكيف العابر ، على الرغم من أن تجربة ليوم واحد ستكون الأفضل.

يجب أن يوفر رقم الظل لحالة الراحة أو الفشل لمرشح التظليل التلقائي (تحدث حالة الفشل عند فشل البطارية) حماية بنسبة 100 ٪ لعيون عامل اللحام لمدة لا تقل عن ثانية واحدة إلى عدة ثوانٍ. بعض الشركات المصنعة تستخدم الحالة المظلمة كوضع "إيقاف التشغيل" بينما يستخدم البعض الآخر ظلًا متوسطًا بين حالات الظل الداكن والظل الفاتح. في كلتا الحالتين ، يجب أن تكون نفاذية حالة الراحة للمرشح أقل بشكل ملحوظ من نفاذية ظل الضوء من أجل منع خطر شبكية العين. في أي حال ، يجب أن يوفر الجهاز مؤشرًا واضحًا وواضحًا للمستخدم فيما يتعلق بوقت إيقاف تشغيل الفلتر أو عند حدوث فشل في النظام. سيضمن ذلك تحذير عامل اللحام مسبقًا في حالة عدم تشغيل الفلتر أو عدم عمله بشكل صحيح قبل بدء اللحام. قد تكون الميزات الأخرى ، مثل عمر البطارية أو الأداء في ظل ظروف درجات الحرارة القصوى ، ذات أهمية لبعض المستخدمين.

استنتاجات

على الرغم من أن المواصفات الفنية قد تبدو معقدة إلى حد ما بالنسبة للأجهزة التي تحمي العين من مصادر الإشعاع البصري ، إلا أن معايير الأمان موجودة والتي تحدد أرقام الظل ، وتوفر هذه المعايير عامل أمان متحفظًا لمرتديها.

 

الرجوع

الثلاثاء، شنومكس مارس شنومكس شنومكس: شنومكس

الليزر

الليزر هو جهاز ينتج طاقة مشعة كهرومغناطيسية متماسكة داخل الطيف البصري من الأشعة فوق البنفسجية القصوى إلى الأشعة تحت الحمراء البعيدة (المليمترات). المصطلح الليزر هو في الواقع اختصار لـ تضخيم الضوء عن طريق تحفيز انبعاث الإشعاع. على الرغم من أن عملية الليزر قد تنبأ بها من الناحية النظرية ألبرت أينشتاين في عام 1916 ، إلا أن أول ليزر ناجح لم يتم إثباته حتى عام 1960. في السنوات الأخيرة ، وجد الليزر طريقه من مختبر الأبحاث إلى التجهيزات الصناعية والطبية والمكتبية وكذلك مواقع البناء وحتى الأسر. في العديد من التطبيقات ، مثل مشغلات أقراص الفيديو وأنظمة اتصالات الألياف الضوئية ، يتم تغليف خرج الطاقة المشعة لليزر ، ولا يواجه المستخدم أي مخاطر صحية ، وقد لا يكون وجود الليزر المدمج في المنتج واضحًا للمستخدم. ومع ذلك ، في بعض التطبيقات الطبية أو الصناعية أو البحثية ، يمكن الوصول إلى الطاقة المشعة المنبعثة من الليزر ويمكن أن تشكل خطرًا محتملاً على العين والجلد.

نظرًا لأن عملية الليزر (يشار إليها أحيانًا باسم "الليزر") يمكن أن تنتج شعاعًا عالي الموازاة من الإشعاع البصري (أي الطاقة الإشعاعية فوق البنفسجية أو المرئية أو الأشعة تحت الحمراء) ، يمكن أن يشكل الليزر خطرًا على مسافة كبيرة - على عكس معظم المخاطر التي يتم مواجهتها في مكان العمل. ربما كانت هذه الخاصية أكثر من أي شيء آخر هي التي أدت إلى مخاوف خاصة عبر عنها العمال وخبراء الصحة والسلامة المهنية. ومع ذلك ، يمكن استخدام الليزر بأمان عند تطبيق ضوابط المخاطر المناسبة. معايير الاستخدام الآمن لليزر موجودة في جميع أنحاء العالم ، ومعظمها "منسق" مع بعضها البعض (ANSI 1993 ؛ IEC 1993). تستخدم جميع المعايير نظام تصنيف المخاطر ، والذي يقوم بتجميع منتجات الليزر في واحدة من أربع فئات مخاطر واسعة وفقًا لقدرة خرج الليزر أو طاقته وقدرته على إحداث ضرر. ثم يتم تطبيق تدابير السلامة بما يتناسب مع تصنيف المخاطر (Cleuet and Mayer 1980 ؛ Duchene ، Lakey and Repacholi 1991).

يعمل الليزر بأطوال موجية منفصلة ، وعلى الرغم من أن معظم الليزر أحادي اللون (ينبعث منه طول موجي واحد ، أو لون واحد) ، فليس من غير المألوف أن يصدر الليزر عدة أطوال موجية منفصلة. على سبيل المثال ، يصدر ليزر الأرجون عدة خطوط مختلفة داخل الطيف القريب من الأشعة فوق البنفسجية والمرئي ، ولكنه مصمم بشكل عام لإصدار خط أخضر واحد فقط (الطول الموجي) عند 514.5 نانومتر و / أو خط أزرق عند 488 نانومتر. عند النظر في المخاطر الصحية المحتملة ، من الضروري دائمًا تحديد الطول الموجي الناتج.

تحتوي جميع أنواع الليزر على ثلاث وحدات بناء أساسية:

  1. وسط نشط (صلب أو سائل أو غاز) يحدد أطوال موجات الانبعاث المحتملة
  2. مصدر طاقة (على سبيل المثال ، تيار كهربائي ، مصباح مضخة أو تفاعل كيميائي)
  3. تجويف رنان مع مقرنة خرج (مرآتان بشكل عام).

 

تحتوي معظم أنظمة الليزر العملية خارج معمل الأبحاث أيضًا على نظام توصيل الحزمة ، مثل الألياف الضوئية أو الذراع المفصلية مع المرايا لتوجيه الحزمة إلى محطة العمل ، وتركيز العدسات لتركيز الحزمة على مادة يتم لحامها ، إلخ. في الليزر ، يتم جلب الذرات أو الجزيئات المتطابقة إلى حالة الإثارة بواسطة الطاقة المنبعثة من مصباح المضخة. عندما تكون الذرات أو الجزيئات في حالة مثارة ، يمكن للفوتون ("جسيم" من الطاقة الضوئية) أن يحفز ذرة أو جزيءًا مثارًا لإصدار فوتون ثانٍ من نفس الطاقة (الطول الموجي) ينتقل في الطور (متماسك) وفي نفس الاتجاه مثل الفوتون المحفز. وهكذا حدث تضخيم الضوء بمعامل اثنين. تتكرر هذه العملية نفسها في سلسلة تتسبب في تطور شعاع ضوئي ينعكس ذهابًا وإيابًا بين مرايا تجويف الرنين. نظرًا لأن إحدى المرايا شفافة جزئيًا ، فإن بعض الطاقة الضوئية تترك تجويف الرنين مكونًا شعاع الليزر المنبعث. على الرغم من أنه من الناحية العملية ، غالبًا ما تكون المرآتان المتوازيتان منحنيتين لإنتاج حالة رنين أكثر استقرارًا ، إلا أن المبدأ الأساسي ينطبق على جميع أنواع الليزر.

على الرغم من إظهار عدة آلاف من خطوط الليزر المختلفة (أي أطوال موجات الليزر المنفصلة المميزة للوسائط النشطة المختلفة) في مختبر الفيزياء ، فقد تم تطوير 20 فقط أو نحو ذلك تجاريًا لدرجة أنها تُطبق بشكل روتيني في التكنولوجيا اليومية. تم تطوير ونشر إرشادات ومعايير سلامة الليزر والتي تغطي بشكل أساسي جميع الأطوال الموجية للطيف البصري من أجل السماح بخطوط الليزر المعروفة حاليًا وأشعة الليزر المستقبلية.

تصنيف مخاطر الليزر

تتبع معايير أمان الليزر الحالية في جميع أنحاء العالم ممارسة تصنيف جميع منتجات الليزر إلى فئات مخاطر. بشكل عام ، يتبع المخطط مجموعة من أربع فئات مخاطر واسعة ، من 1 إلى 4. لا يمكن أن تصدر أشعة الليزر من الفئة 1 إشعاع ليزر يحتمل أن تكون خطرة ولا تشكل أي خطر على الصحة. تشكل الفئات من 2 إلى 4 خطرًا متزايدًا على العين والجلد. يعتبر نظام التصنيف مفيدًا حيث يتم تحديد إجراءات السلامة لكل فئة من فئات الليزر. مطلوب تدابير سلامة أكثر صرامة لأعلى الفئات.

تعتبر الفئة 1 مجموعة "آمنة للعين" ولا تنطوي على مخاطر. معظم أجهزة الليزر المغلقة تمامًا (على سبيل المثال ، مسجلات الأقراص المضغوطة الليزرية) هي من الفئة 1. لا يلزم اتخاذ تدابير أمان مع ليزر من الفئة 1.

تشير الفئة 2 إلى أشعة الليزر المرئية التي تنبعث منها طاقة منخفضة جدًا لن تكون خطرة حتى لو دخلت قوة الحزمة بأكملها إلى العين البشرية وركزت على شبكية العين. إن استجابة النفور الطبيعي للعين لرؤية مصادر الضوء الساطعة للغاية تحمي العين من إصابة الشبكية إذا كانت الطاقة الداخلة للعين غير كافية لتدمير شبكية العين ضمن استجابة النفور. تتكون استجابة النفور من انعكاس الوميض (حوالي 0.16-0.18 ثانية) ودوران العين وحركة الرأس عند تعرضها لمثل هذا الضوء الساطع. تحدد معايير السلامة الحالية بشكل متحفظ استجابة النفور على أنها تدوم 0.25 ثانية. وبالتالي ، تتمتع ليزر الفئة 2 بطاقة خرج تبلغ 1 مللي واط (mW) أو أقل والتي تتوافق مع حد التعرض المسموح به لمدة 0.25 ثانية. من أمثلة الليزر من الفئة 2 مؤشرات الليزر وبعض ليزر المحاذاة.

تتضمن بعض معايير السلامة أيضًا فئة فرعية من الفئة 2 ، يشار إليها باسم "الفئة 2A". ليزرات الفئة 2A ليست خطرة التحديق فيها لمدة تصل إلى 1,000 ثانية (16.7 دقيقة). معظم الماسحات الضوئية الليزرية المستخدمة في نقاط البيع (الخروج من الأسواق الفائقة) وأجهزة المسح الضوئي للمخزون هي من الفئة 2A.

تشكل أشعة الليزر من الفئة 3 خطرًا على العين ، نظرًا لأن استجابة النفور ليست سريعة بما يكفي للحد من تعرض شبكية العين إلى مستوى آمن مؤقتًا ، ويمكن أيضًا حدوث تلف في الهياكل الأخرى للعين (مثل القرنية والعدسة). عادة لا توجد مخاطر الجلد للتعرض العرضي. من أمثلة الليزر من الفئة 3 العديد من الليزر البحثي وأجهزة تحديد المدى بالليزر العسكرية.

يطلق على فئة فرعية خاصة من الرتبة 3 "الفئة 3 أ" (ويطلق على ليزرات الفئة 3 المتبقية اسم "الفئة 3 ب"). ليزرات الفئة 3A هي تلك التي لديها طاقة خرج تتراوح بين واحد وخمسة أضعاف حدود الانبعاث التي يمكن الوصول إليها (AEL) للفئة 1 أو الفئة 2 ، ولكن بإشعاع ناتج لا يتجاوز حد التعرض المهني ذي الصلة للفئة الأدنى. ومن الأمثلة على ذلك العديد من أدوات المحاذاة والمسح بالليزر.

قد تشكل أشعة الليزر من الفئة 4 خطر حريق محتمل أو خطر جلدي كبير أو خطر انعكاس منتشر. تقريبًا جميع أنواع الليزر الجراحية وأنظمة معالجة المواد المستخدمة في اللحام والقطع هي من الفئة 4 إذا لم تكن مغلقة. جميع أجهزة الليزر التي يتجاوز متوسط ​​إنتاجها للطاقة 0.5 واط هي الفئة 4. إذا كانت فئة الطاقة الأعلى من الفئة 3 أو الفئة 4 مغلقة تمامًا بحيث لا يمكن الوصول إلى الطاقة المشعة الخطرة ، يمكن أن يكون نظام الليزر الكلي من الفئة 1. وكلما كان الليزر الأكثر خطورة داخل الجهاز العلبة تسمى الليزر المدمج.

حدود التعرض المهنية

نشرت اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع غير المؤين (ICNIRP 1995) إرشادات حول حدود تعرض الإنسان لإشعاع الليزر والتي يتم تحديثها دوريًا. يتم توفير حدود التعرض التمثيلية (ELs) في الجدول 1 للعديد من أجهزة الليزر النموذجية. تتجاوز جميع أشعة الليزر تقريبًا حدود التعرض المسموح بها. وبالتالي ، في الممارسة الفعلية ، لا تستخدم حدود التعرض بشكل روتيني لتحديد تدابير السلامة. بدلاً من ذلك ، يتم تطبيق مخطط تصنيف الليزر - الذي يعتمد على ELs المطبق في ظل ظروف واقعية - لتحقيق هذه الغاية.

الجدول 1. حدود التعرض لأشعة الليزر النموذجية

نوع الليزر

الطول الموجي الرئيسي (ق)

حد التعرض

الأرجون فلوريد

193 نانومتر

3.0 مللي جول / سم2 أكثر من 8 ساعات

كلوريد الزينون

308 نانومتر

40 مللي جول / سم2 أكثر من 8 ساعات

الأرجون أيون

488 ، 514.5 نانومتر

3.2 ميغاواط / سم2 لمدة 0.1 ثوان

بخار النحاس

510 ، 578 نانومتر

2.5 ميغاواط / سم2 لمدة 0.25 ثوان

الهيليوم النيون

632.8 نانومتر

1.8 ميغاواط / سم2 لمدة 10 ثوان

بخار الذهب

628 نانومتر

1.0 ميغاواط / سم2 لمدة 10 ثوان

أيون الكريبتون

568 ، 647 نانومتر

1.0 ميغاواط / سم2 لمدة 10 ثوان

نيوديميوم- YAG

1,064 نانومتر
1,334 نانومتر

5.0 ميكرو جول / سم2 لمدة 1 نانوثانية إلى 50 ميكرو ثانية
لا يوجد MPE لـ t <1 ns ،
5 ميغاواط / سم2 لمدة 10 ثوان

ثاني أوكسيد الكربون

10-6 ميكرومتر

100 ميغاواط / سم2 لمدة 10 ثوان

أول أكسيد الكربون

≈5 ميكرومتر

حتى 8 ساعات ، مساحة محدودة
10 ميغاواط / سم2 لمدة> 10 ثوانٍ
بالنسبة لمعظم الجسم

جميع المعايير / المبادئ التوجيهية لها أطوال موجية ومدد تعرض أخرى.

ملاحظة: لتحويل MPE إلى mW / cm2 إلى mJ / سم2، اضرب في وقت التعرض t بالثواني. على سبيل المثال ، يكون He-Ne أو Argon MPE عند 0.1 ثانية هو 0.32 مللي جول / سم2.

المصدر: ANSI Standard Z-136.1 (1993) ؛ ACGIH TLVs (1995) و Duchene، Lakey and Repacholi (1991).

معايير أمان الليزر

نشرت العديد من الدول معايير أمان الليزر ، ومعظمها متوافق مع المعيار الدولي للجنة الكهروتقنية الدولية (IEC). ينطبق معيار IEC 825-1 (1993) على الشركات المصنعة ؛ ومع ذلك ، فإنه يوفر أيضًا بعض إرشادات الأمان المحدودة للمستخدمين. يجب تصنيف تصنيف مخاطر الليزر الموضح أعلاه على جميع منتجات الليزر التجارية. يجب أن يظهر ملصق تحذير مناسب للفئة على جميع منتجات الفئات من 2 إلى 4.

اجراءات السلامة

يسهل نظام تصنيف أمان الليزر بشكل كبير تحديد إجراءات السلامة المناسبة. تتطلب معايير سلامة الليزر وقواعد الممارسة بشكل روتيني استخدام إجراءات تحكم أكثر تقييدًا بشكل متزايد لكل تصنيف أعلى.

من الناحية العملية ، من الأفضل دائمًا إحاطة مسار الليزر والشعاع تمامًا بحيث لا يمكن الوصول إلى إشعاع الليزر الذي يحتمل أن يكون خطيرًا. بمعنى آخر ، إذا تم استخدام منتجات ليزر من الفئة 1 فقط في مكان العمل ، فسيتم ضمان الاستخدام الآمن. ومع ذلك ، في العديد من المواقف ، هذا ببساطة غير عملي ، ويلزم تدريب العمال على الاستخدام الآمن وتدابير التحكم في المخاطر.

بخلاف القاعدة الواضحة - عدم توجيه الليزر إلى عيون الشخص - لا توجد إجراءات تحكم مطلوبة لمنتج ليزر من الفئة 2. بالنسبة لليزر من الفئات الأعلى ، من الواضح أن إجراءات السلامة مطلوبة.

إذا كان العلبة الكاملة لليزر من الفئة 3 أو 4 غير ممكنة ، فإن استخدام حاويات الشعاع (على سبيل المثال ، الأنابيب) ، والحواجز والأغطية البصرية يمكن أن يقضي فعليًا على خطر التعرض للعين الخطير في معظم الحالات.

عندما تكون العبوات غير مجدية لأشعة الليزر من الفئة 3 و 4 ، يجب إنشاء منطقة يتم التحكم فيها بالليزر مع إدخال متحكم فيه ، ويكون استخدام واقيات العين بالليزر أمرًا ضروريًا بشكل عام داخل منطقة الخطر الاسمية (NHZ) لشعاع الليزر. على الرغم من أنه في معظم المختبرات البحثية حيث يتم استخدام أشعة الليزر الموازية ، فإن NHZ تشمل منطقة المختبر الخاضعة للرقابة بالكامل ، لتطبيقات الحزمة المركزة ، قد تكون NHZ محدودة بشكل مدهش ولا تشمل الغرفة بأكملها.

لضمان عدم إساءة الاستخدام والإجراءات الخطيرة المحتملة من جانب مستخدمي الليزر غير المصرح لهم ، يجب استخدام عنصر التحكم الرئيسي الموجود في جميع منتجات الليزر المصنعة تجاريًا.

يجب تأمين المفتاح عندما لا يكون الليزر قيد الاستخدام ، إذا كان بإمكان الأشخاص الوصول إلى الليزر.

يلزم اتخاذ احتياطات خاصة أثناء محاذاة الليزر والإعداد الأولي ، نظرًا لأن احتمالية حدوث إصابة خطيرة للعين كبيرة جدًا في ذلك الوقت. يجب تدريب العاملين في مجال الليزر على الممارسات الآمنة قبل إعداد الليزر ومحاذاة.

تم تطوير نظارات واقية من الليزر بعد تحديد حدود التعرض المهني ، وتم وضع المواصفات لتوفير الكثافة البصرية (أو ODs ، وهو مقياس لوغاريتمي لعامل التوهين) الذي قد يكون مطلوبًا كدالة لطول الموجة ومدة التعرض لفترة محددة الليزر. على الرغم من وجود معايير محددة لحماية العين بالليزر في أوروبا ، يتم توفير المزيد من الإرشادات في الولايات المتحدة من قبل المعهد الوطني الأمريكي للمعايير بموجب التعيينات ANSI Z136.1 و ANSI Z136.3.

قادة الإيمان

عند التحقيق في حوادث الليزر في كل من المواقف المختبرية والصناعية ، يظهر عنصر مشترك: نقص التدريب الكافي. يجب أن يكون التدريب على سلامة الليزر مناسبًا وكافيًا لعمليات الليزر التي سيعمل حولها كل موظف. يجب أن يكون التدريب محددًا لنوع الليزر والمهمة الموكلة للعامل.

المراقبة الطبية

تختلف متطلبات المراقبة الطبية للعاملين في مجال الليزر من دولة إلى أخرى وفقًا للوائح الطب المهني المحلية. في وقت من الأوقات ، عندما كان الليزر محصوراً في مختبر الأبحاث ولم يُعرف الكثير عن آثاره البيولوجية ، كان من المعتاد أن يخضع كل عامل ليزر بشكل دوري لفحص عام شامل للعيون باستخدام تصوير قاع العين (الشبكية) لمراقبة حالة العين . ومع ذلك ، بحلول أوائل السبعينيات ، تم التشكيك في هذه الممارسة ، حيث كانت النتائج السريرية سلبية دائمًا تقريبًا ، وأصبح من الواضح أن مثل هذه الفحوصات يمكن أن تحدد فقط الإصابة الحادة التي يمكن اكتشافها بشكل شخصي. أدى ذلك إلى اجتماع مجموعة العمل التابعة لمنظمة الصحة العالمية بشأن الليزر ، في دون ليغريغ ، أيرلندا ، في عام 1970 ، للتوصية بعدم وجود برامج المراقبة المعنية والتأكيد على اختبار الوظيفة البصرية. منذ ذلك الوقت ، قللت معظم مجموعات الصحة المهنية الوطنية باستمرار من متطلبات الفحص الطبي. اليوم ، فحوصات طب العيون الكاملة مطلوبة عالميًا فقط في حالة إصابة العين بالليزر أو التعرض المفرط المشتبه به ، والفحص البصري المسبق مطلوب بشكل عام. قد تكون هناك حاجة إلى فحوصات إضافية في بعض البلدان.

قياسات الليزر

على عكس بعض مخاطر مكان العمل ، ليست هناك حاجة عمومًا لإجراء قياسات لمراقبة مكان العمل للمستويات الخطرة لإشعاع الليزر. بسبب أبعاد الحزمة شديدة الضيق لمعظم أشعة الليزر ، واحتمال تغيير مسارات الحزمة وصعوبة وتكلفة مقاييس إشعاع الليزر ، تؤكد معايير السلامة الحالية على تدابير التحكم القائمة على فئة الخطر وليس قياس مكان العمل (المراقبة). يجب إجراء القياسات من قبل الشركة المصنعة لضمان الامتثال لمعايير سلامة الليزر والتصنيف المناسب للمخاطر. في الواقع ، كان أحد المبررات الأصلية لتصنيف مخاطر الليزر يتعلق بالصعوبة الكبيرة في إجراء القياسات المناسبة لتقييم المخاطر.

استنتاجات

على الرغم من أن الليزر جديد نسبيًا في مكان العمل ، إلا أنه ينتشر بسرعة في كل مكان ، كما هو الحال بالنسبة للبرامج المعنية بسلامة الليزر. تتمثل مفاتيح الاستخدام الآمن لليزر أولاً في إحاطة طاقة الليزر المشعة إذا كان ذلك ممكنًا ، ولكن إن لم يكن ذلك ممكنًا ، لوضع تدابير تحكم مناسبة وتدريب جميع الأفراد الذين يعملون باستخدام الليزر.

 

الرجوع

الثلاثاء، شنومكس مارس شنومكس شنومكس: شنومكس

حقول الترددات الراديوية والميكروويف

تُستخدم الطاقة الكهرومغناطيسية ذات التردد الراديوي (RF) وإشعاع الميكروويف في مجموعة متنوعة من التطبيقات في الصناعة والتجارة والطب والبحث ، وكذلك في المنزل. في نطاق التردد من 3 إلى 3 × 108 كيلوهرتز (أي 300 جيجاهرتز) نتعرف بسهولة على التطبيقات مثل البث الإذاعي والتلفزيوني والاتصالات (الهاتف البعيد المدى ، والهاتف الخلوي ، والاتصالات اللاسلكية) ، والرادار ، والسخانات العازلة للكهرباء ، وسخانات الحث ، وإمدادات الطاقة المحولة وشاشات الكمبيوتر.

إن إشعاع التردد الراديوي عالي الطاقة هو مصدر للطاقة الحرارية يحمل جميع الآثار المعروفة للتسخين على الأنظمة البيولوجية ، بما في ذلك الحروق والتغيرات المؤقتة والدائمة في التكاثر وإعتام عدسة العين والموت. بالنسبة لمجموعة واسعة من الترددات الراديوية ، فإن إدراك الجلد للحرارة والألم الحراري لا يمكن الاعتماد عليه في الكشف ، لأن المستقبلات الحرارية موجودة في الجلد ولا تشعر بسهولة بالحرارة العميقة للجسم التي تسببها هذه المجالات. هناك حاجة لحدود التعرض للحماية من هذه الآثار الصحية السلبية للتعرض الميداني للترددات الراديوية.

التعرض المهني

التدفئة التعريفي

من خلال تطبيق مجال مغناطيسي متناوب مكثف ، يمكن تسخين مادة موصلة عن طريق الحث التيارات إيدي. يستخدم هذا التسخين للتزوير ، التلدين ، اللحام بالنحاس واللحام. تتراوح ترددات التشغيل من 50/60 إلى عدة ملايين هرتز. نظرًا لأن أبعاد الملفات التي تنتج المجالات المغناطيسية غالبًا ما تكون صغيرة ، فإن خطر التعرض عالي المستوى لكامل الجسم يكون ضئيلًا ؛ ومع ذلك ، يمكن أن يكون التعرض لليدين مرتفعًا.

التسخين العازل

تستخدم طاقة الترددات الراديوية من 3 إلى 50 ميجاهرتز (بشكل أساسي عند ترددات 13.56 و 27.12 و 40.68 ميجاهرتز) في الصناعة لمجموعة متنوعة من عمليات التدفئة. تشمل التطبيقات ختم البلاستيك والنقش وتجفيف الغراء ومعالجة النسيج والمنسوجات والأعمال الخشبية وتصنيع منتجات متنوعة مثل القماش المشمع وأحواض السباحة وبطانات قاع الماء والأحذية ومجلدات فحص السفر وما إلى ذلك.

تظهر القياسات الواردة في الأدبيات (Hansson Mild 1980 ؛ IEEE COMAR 1990a ، 1990b ، 1991) أنه في كثير من الحالات ، مجالات التسرب عالية جدًا بالقرب من أجهزة RF هذه. غالبًا ما يكون العاملون في الخدمة من النساء في سن الإنجاب (أي من 18 إلى 40 عامًا). غالبًا ما تكون مجالات التسرب واسعة النطاق في بعض المواقف المهنية ، مما يؤدي إلى تعرض المشغلين لكامل الجسم. بالنسبة للعديد من الأجهزة ، تتجاوز مستويات التعرض للمجال الكهربائي والمغناطيسي جميع إرشادات أمان التردد اللاسلكي الحالية.

نظرًا لأن هذه الأجهزة قد تؤدي إلى امتصاص عالي جدًا لطاقة التردد اللاسلكي ، فمن المهم التحكم في مجالات التسرب التي تنبعث منها. وبالتالي ، يصبح الرصد الدوري للتردد اللاسلكي ضروريًا لتحديد ما إذا كانت مشكلة التعرض موجودة.

نظم الاتصالات

يتعرض العاملون في مجالات الاتصالات والرادار فقط لقوى مجال منخفضة المستوى في معظم المواقف. ومع ذلك ، فإن تعرض العمال الذين يتعين عليهم تسلق أبراج FM / التلفزيون يمكن أن يكون مكثفًا ، كما أن احتياطات السلامة ضرورية. يمكن أن يكون التعرض أيضًا كبيرًا بالقرب من خزانات جهاز الإرسال التي تم هدم أقفالها وفتح الأبواب.

التعرض الطبي

كان الإنفاذ الحراري قصير الموجة أحد أقدم تطبيقات طاقة الترددات الراديوية. عادة ما تستخدم الأقطاب الكهربائية غير المحمية لهذا الغرض ، مما قد يؤدي إلى حقول شاردة عالية.

تم استخدام مجالات التردد الراديوي مؤخرًا بالاقتران مع المجالات المغناطيسية الثابتة في التصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي). نظرًا لأن طاقة التردد اللاسلكي المستخدمة منخفضة ويتم احتواء المجال بالكامل تقريبًا داخل حاوية المريض ، فإن التعرض للمشغلين لا يكاد يذكر.

الآثار البيولوجية

يستخدم معدل الامتصاص النوعي (SAR ، يقاس بالواط لكل كيلوغرام) على نطاق واسع ككمية لقياس الجرعات ، ويمكن اشتقاق حدود التعرض من SARs. يعتمد معدل الامتصاص النوعي (SAR) للجسم البيولوجي على معلمات التعرض مثل تردد الإشعاع ، والشدة ، والاستقطاب ، وتكوين مصدر الإشعاع والجسم ، وأسطح الانعكاس ، وحجم الجسم ، والشكل ، والخصائص الكهربائية. علاوة على ذلك ، فإن التوزيع المكاني لـ SAR داخل الجسم غير منتظم إلى حد كبير. ينتج عن ترسب الطاقة غير المنتظم تسخين غير منتظم في أعماق الجسم وقد ينتج تدرجات درجة حرارة داخلية. عند الترددات التي تزيد عن 10 جيجاهرتز ، تترسب الطاقة بالقرب من سطح الجسم. يحدث الحد الأقصى لمعدل الامتصاص النوعي عند حوالي 70 ميجاهرتز للموضوع القياسي ، وحوالي 30 ميجاهرتز عندما يكون الشخص على اتصال بأرض التردد اللاسلكي. في الظروف القاسية من درجة الحرارة والرطوبة ، من المتوقع أن تسبب SARs لكامل الجسم من 1 إلى 4 W / kg عند 70 MHz ارتفاع درجة الحرارة الأساسية بحوالي 2 درجة مئوية في البشر الأصحاء في ساعة واحدة.

التسخين بالترددات الراديوية هو آلية تفاعل تمت دراستها على نطاق واسع. لوحظت التأثيرات الحرارية عند أقل من 1 وات / كجم ، ولكن لم يتم تحديد عتبات درجة الحرارة بشكل عام لهذه التأثيرات. يجب مراعاة ملف تعريف الوقت ودرجة الحرارة عند تقييم الآثار البيولوجية.

تحدث التأثيرات البيولوجية أيضًا عندما لا يكون تسخين التردد الراديوي آلية مناسبة ولا ممكنة. غالبًا ما تتضمن هذه التأثيرات مجالات RF مُعدَّلة وأطوال موجية مليمترية. تم اقتراح فرضيات مختلفة ولكنها لم تسفر بعد عن معلومات مفيدة لاشتقاق حدود التعرض البشري. هناك حاجة لفهم الآليات الأساسية للتفاعل ، لأنه ليس من العملي استكشاف كل مجال من مجالات الترددات الراديوية لتفاعلاته الفيزيائية الحيوية والبيولوجية المميزة.

تشير الدراسات البشرية والحيوانية إلى أن مجالات التردد الراديوي يمكن أن تسبب آثارًا بيولوجية ضارة بسبب التسخين المفرط للأنسجة الداخلية. توجد مستشعرات حرارة الجسم في الجلد ولا تشعر بسهولة بالحرارة العميقة داخل الجسم. لذلك قد يمتص العمال كميات كبيرة من طاقة التردد اللاسلكي دون أن يدركوا على الفور وجود مجالات تسرب. كانت هناك تقارير تفيد بأن الأفراد الذين تعرضوا لمجالات التردد اللاسلكي من معدات الرادار وسخانات وسدادات التردد الراديوي وأبراج الراديو والتلفزيون قد تعرضوا لإحساس بالاحترار بعد تعرضهم لبعض الوقت.

هناك القليل من الأدلة على أن إشعاع التردد الراديوي يمكن أن يؤدي إلى الإصابة بالسرطان لدى البشر. ومع ذلك ، فقد اقترحت دراسة أنه قد يعمل كمحفز للسرطان في الحيوانات (Szmigielski وآخرون ، 1988). الدراسات الوبائية للأفراد المعرضين لمجالات التردد الراديوي قليلة العدد وهي محدودة النطاق بشكل عام (Silverman 1990 ؛ NCRP 1986 ؛ WHO 1981). تم إجراء العديد من الدراسات الاستقصائية للعمال المعرضين مهنياً في دول الاتحاد السوفيتي السابق وأوروبا الشرقية (روبرتس وميشيلسون 1985). ومع ذلك ، فإن هذه الدراسات ليست قاطعة فيما يتعلق بالآثار الصحية.

تشير التقييمات البشرية والدراسات الوبائية على مشغلي أجهزة ختم RF في أوروبا (Kolmodin-Hedman et al. 1988 ؛ Bini et al. 1986) إلى احتمال ظهور المشكلات المحددة التالية:

  • RF حروق أو حروق من ملامسة الأسطح الساخنة حراريًا
  • خدر (أي تنمل) في اليدين والأصابع ؛ حساسية اللمس المضطربة أو المتغيرة
  • تهيج العين (ربما بسبب أبخرة من مادة تحتوي على الفينيل)
  • الاحترار الشديد وعدم الراحة في أرجل المشغلين (ربما بسبب تدفق التيار عبر الأرجل إلى الأرض).

 

موبايلات

يتزايد استخدام الهواتف اللاسلكية الشخصية بسرعة ، وقد أدى ذلك إلى زيادة عدد المحطات القاعدية. غالبًا ما توجد هذه في الأماكن العامة. ومع ذلك ، فإن التعرض للجمهور من هذه المحطات منخفض. تعمل الأنظمة عادةً على ترددات قريبة من 900 ميجاهرتز أو 1.8 جيجاهرتز باستخدام إما تقنية تماثلية أو رقمية. الهواتف عبارة عن أجهزة إرسال لاسلكية صغيرة ومنخفضة الطاقة يتم حملها بالقرب من الرأس عند الاستخدام. يمتص الرأس بعض الطاقة المشعة من الهوائي. تظهر الحسابات والقياسات العددية في الرؤوس الوهمية أن قيم معدل الامتصاص النوعي يمكن أن تكون في حدود بضعة وات / كجم (انظر المزيد من بيان اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع غير المؤين ، 1996). زاد القلق العام بشأن المخاطر الصحية للمجالات الكهرومغناطيسية وتخصص العديد من البرامج البحثية لهذا السؤال (McKinley et al. ، تقرير غير منشور). العديد من الدراسات الوبائية جارية فيما يتعلق باستخدام الهاتف المحمول وسرطان الدماغ. حتى الآن ، تم نشر دراسة حيوانية واحدة فقط (Repacholi et al.1997) مع الفئران المعدلة وراثيًا التي تعرضت ساعة واحدة يوميًا لمدة 1 شهرًا لإشارة مشابهة لتلك المستخدمة في الاتصالات المتنقلة الرقمية. بحلول نهاية التجارب ، كان 18 من 43 حيوان مكشوف مصابون بأورام ليمفاوية ، مقارنة بـ 101 من 22 في المجموعة المعرضة للشمس. كانت الزيادة ذات دلالة إحصائية (p > 0.001). لا يمكن تفسير هذه النتائج بسهولة فيما يتعلق بصحة الإنسان وهناك حاجة إلى مزيد من البحث حول هذا الموضوع.

المعايير والمبادئ التوجيهية

أصدرت العديد من المنظمات والحكومات معايير وإرشادات للحماية من التعرض المفرط لمجالات التردد اللاسلكي. قدم Grandolfo و Hansson Mild (1989) مراجعة لمعايير السلامة العالمية ؛ تتعلق المناقشة هنا فقط بالإرشادات الصادرة عن IRPA (1988) ومعيار IEEE C 95.1 1991.

يتم تقديم الأساس المنطقي الكامل لحدود التعرض للترددات اللاسلكية في IRPA (1988). باختصار ، اعتمدت إرشادات IRPA قيمة أساسية محددة لمعدل الامتصاص النوعي تبلغ 4 وات / كجم ، والتي تعتبر أعلى من ذلك أن هناك احتمالًا متزايدًا بحدوث عواقب صحية ضارة نتيجة امتصاص طاقة التردد اللاسلكي. لم يلاحظ أي آثار صحية ضارة بسبب التعرض الحاد تحت هذا المستوى. باستخدام عامل أمان مقداره عشرة للسماح بالعواقب المحتملة للتعرض طويل الأجل ، يتم استخدام 0.4 وات / كجم كحد أساسي لاشتقاق حدود التعرض للتعرض المهني. تم دمج عامل أمان إضافي من خمسة لاشتقاق حدود لعامة الناس.

حدود التعرض المشتقة لشدة المجال الكهربائي (E) ، شدة المجال المغناطيسي (H) وكثافة القدرة المحددة في V / m و A / m و W / m2 على التوالي ، في الشكل 1. مربعات E و H يتم حساب متوسط ​​الحقول على مدى ست دقائق ، ويوصى بألا يتجاوز التعرض اللحظي قيم متوسط ​​الوقت بأكثر من عامل 100. علاوة على ذلك ، يجب ألا يتجاوز التيار من الجسم إلى الأرض 200 مللي أمبير.

الشكل 1. حدود التعرض IRPA (1988) لشدة المجال الكهربائي E وشدة المجال المغناطيسي H وكثافة القدرة

ELF060F1

يوفر المعيار C 95.1 ، الذي تم وضعه في عام 1991 ، من قبل IEEE قيمًا محدودة للتعرض المهني (بيئة خاضعة للرقابة) تبلغ 0.4 واط / كجم لمتوسط ​​معدل الامتصاص النوعي على جسم الشخص بالكامل ، و 8 واط / كجم لأقصى معدل امتصاصي لـ SAR يتم تسليمه إلى أي جرام واحد من المناديل الورقية لمدة 6 دقائق أو أكثر. القيم المقابلة للتعرض لعامة الناس (بيئة غير خاضعة للرقابة) هي 0.08 وات / كجم لكامل معدل الامتصاص النوعي و 1.6 وات / كجم لذروة معدل الامتصاص النوعي. يجب ألا يتجاوز التيار من الجسم إلى الأرض 100 مللي أمبير في بيئة خاضعة للرقابة و 45 مللي أمبير في بيئة غير خاضعة للرقابة. (انظر IEEE 1991 لمزيد من التفاصيل.) الحدود المشتقة موضحة في الشكل 2.

الشكل 2. حدود التعرض IEEE (1991) لشدة المجال الكهربائي E وشدة المجال المغناطيسي H وكثافة القدرة

ELF060F2

يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول مجالات التردد الراديوي وأجهزة الميكروويف ، على سبيل المثال ، Elder et al. 1989 ، Greene 1992 ، و Polk and Postow 1986.

 

الرجوع

الثلاثاء، شنومكس مارس شنومكس شنومكس: شنومكس

المجالات الكهربائية والمغناطيسية VLF و ELF

تشمل المجالات الكهربائية والمغناطيسية ذات التردد المنخفض للغاية (ELF) والتردد المنخفض جدًا (VLF) نطاق التردد فوق الحقول الثابتة (> 0 هرتز) حتى 30 كيلو هرتز. بالنسبة لهذا الورق ، يتم تعريف ELF على أنه في نطاق التردد> من 0 إلى 300 هرتز و VLF في النطاق> 300 هرتز إلى 30 كيلو هرتز. في نطاق التردد> 0 إلى 30 كيلو هرتز ، تختلف الأطوال الموجية من (ما لا نهاية) إلى 10 كيلومترات ، وبالتالي يعمل المجالان الكهربائي والمغناطيسي بشكل أساسي بشكل مستقل عن بعضهما البعض ويجب معالجتهما بشكل منفصل. شدة المجال الكهربائي (E) يقاس بالفولت لكل متر (V / m) ، شدة المجال المغناطيسي (H) بالأمبير لكل متر (A / m) وكثافة التدفق المغناطيسي (B) في تسلا (T).

تم التعبير عن جدل كبير حول الآثار الصحية الضارة المحتملة من قبل العمال الذين يستخدمون المعدات التي تعمل في نطاق التردد هذا. التردد الأكثر شيوعًا هو 50/60 هرتز ، المستخدم لتوليد وتوزيع واستخدام الطاقة الكهربائية. إن المخاوف من أن التعرض للمجالات المغناطيسية 50/60 هرتز قد يترافق مع زيادة الإصابة بالسرطان قد تغذيها تقارير وسائل الإعلام وتوزيع المعلومات الخاطئة والنقاش العلمي المستمر (ريباتشولي 1990 ؛ إن آر سي 1996).

الغرض من هذه المقالة هو تقديم نظرة عامة على مجالات الموضوعات التالية:

  • المصادر والمهن والتطبيقات
  • قياس الجرعات والقياس
  • آليات التفاعل والآثار البيولوجية
  • الدراسات البشرية وتأثيراتها على الصحة
  • تدابير وقائية
  • معايير التعرض المهني.

 

يتم توفير أوصاف موجزة لإعلام العمال بأنواع المجالات ونقاط القوة من المصادر الرئيسية لـ ELF و VLF ، والآثار البيولوجية ، والعواقب الصحية المحتملة وحدود التعرض الحالية. كما يتم تقديم الخطوط العريضة لاحتياطات السلامة والتدابير الوقائية. بينما يستخدم العديد من العمال وحدات العرض المرئية (VDUs) ، يتم تقديم تفاصيل موجزة فقط في هذه المقالة حيث يتم تغطيتها بمزيد من التفاصيل في مكان آخر في موسوعة.

يمكن العثور على الكثير من المواد الواردة هنا بمزيد من التفصيل في عدد من المراجعات الحديثة (منظمة الصحة العالمية 1984 ، 1987 ، 1989 ، 1993 ؛ IRPA 1990 ؛ منظمة العمل الدولية 1993 ؛ NRPB 1992 ، 1993 ؛ IEEE 1991 ؛ Greene 1992 ؛ NRC 1996).

مصادر التعرض المهني

تختلف مستويات التعرض المهني بشكل كبير وتعتمد بشدة على التطبيق المعين. يقدم الجدول 1 ملخصًا للتطبيقات النموذجية للترددات في النطاق> 0 إلى 30 كيلو هرتز.

الجدول 1. تطبيقات المعدات العاملة في النطاق> 0 إلى 30 كيلو هرتز

تردد

الطول الموجي (كم)

التطبيقات النموذجية

16.67 ، 50 ، 60 هرتز

18,000-5,000

توليد الطاقة ، ونقلها واستخدامها ، وعمليات التحليل الكهربائي ، والتدفئة التعريفي ، وأفران القوس والمغرفة ، واللحام ، والنقل ، وما إلى ذلك ، أي استخدام صناعي أو تجاري أو طبي أو بحثي للطاقة الكهربائية

0.3-3 كيلوهرتز

1,000-100

تعديل البث ، التطبيقات الطبية ، الأفران الكهربائية ، التسخين بالحث ، التصلب ، اللحام ، الصهر ، التكرير

3-30 كيلوهرتز

100-10

اتصالات بعيدة المدى للغاية ، الملاحة الراديوية ، تعديل البث ، التطبيقات الطبية ، التسخين التعريفي ، التصلب ، اللحام ، الذوبان ، التكرير ، VDUs

 

توليد وتوزيع الطاقة

المصادر الاصطناعية الرئيسية للمجالات الكهربائية والمغناطيسية 50/60 هرتز هي تلك التي تشارك في توليد الطاقة وتوزيعها ، وأي معدات تستخدم التيار الكهربائي. تعمل معظم هذه المعدات بترددات طاقة تبلغ 50 هرتز في معظم البلدان و 60 هرتز في أمريكا الشمالية. تعمل بعض أنظمة القطار الكهربائي بتردد 16.67 هرتز.

ارتبطت خطوط نقل الجهد العالي والمحطات الفرعية بأقوى المجالات الكهربائية التي قد يتعرض لها العمال بشكل روتيني. يعد ارتفاع الموصل ، والتكوين الهندسي ، والمسافة الجانبية من الخط ، والجهد الكهربائي لخط النقل من أهم العوامل في النظر إلى أقصى شدة للمجال الكهربائي على مستوى الأرض. على مسافات جانبية تبلغ ضعف ارتفاع الخط تقريبًا ، تتناقص شدة المجال الكهربائي مع المسافة بطريقة خطية تقريبًا (Zaffanella and Deno 1978). داخل المباني بالقرب من خطوط نقل الجهد العالي ، تكون شدة المجال الكهربائي عادةً أقل من المجال غير المضطرب بمعامل يبلغ حوالي 100,000 ، اعتمادًا على تكوين المبنى والمواد الإنشائية.

عادة ما تكون شدة المجال المغناطيسي من خطوط النقل العلوية منخفضة نسبيًا مقارنة بالتطبيقات الصناعية التي تنطوي على تيارات عالية. يشكل موظفو المرافق الكهربائية الذين يعملون في المحطات الفرعية أو في صيانة خطوط النقل الحية مجموعة خاصة معرضة لحقول أكبر (تبلغ 5 طن متري وأعلى في بعض الحالات). في حالة عدم وجود المواد المغناطيسية ، تشكل خطوط المجال المغناطيسي دوائر متحدة المركز حول الموصل. بصرف النظر عن هندسة موصل الطاقة ، يتم تحديد أقصى كثافة تدفق مغناطيسي فقط بحجم التيار. يتم توجيه المجال المغناطيسي أسفل خطوط نقل الجهد العالي بشكل عرضي إلى محور الخط. قد تكون كثافة التدفق القصوى على مستوى الأرض تحت خط المركز أو تحت الموصلات الخارجية ، اعتمادًا على علاقة الطور بين الموصلات. تبلغ كثافة التدفق المغناطيسي القصوى على مستوى الأرض لنظام خطوط نقل علوية نموذجية بقدرة 500 كيلو فولت حوالي 35 ميكرو أمبير لكل كيلو أمبير من التيار المنقول (Bernhardt and Matthes 1992). تحدث القيم النموذجية لكثافة التدفق المغناطيسي حتى 0.05 طن متري في أماكن العمل بالقرب من الخطوط الهوائية وفي المحطات الفرعية ومحطات الطاقة العاملة بترددات تبلغ 16 2/3 أو 50 أو 60 هرتز (Krause 1986).

العمليات الصناعية

يأتي التعرض المهني للمجالات المغناطيسية في الغالب من العمل بالقرب من المعدات الصناعية باستخدام التيارات العالية. تشمل هذه الأجهزة تلك المستخدمة في اللحام ، والتكرير الكهربائي ، والتسخين (الأفران ، وسخانات الحث) والتحريك.

أظهرت الدراسات الاستقصائية حول السخانات الحثية المستخدمة في الصناعة ، والتي أجريت في كندا (Stuchly and Lecuyer 1985) ، وفي بولندا (Aniolczyk 1981) ، وفي أستراليا (Repacholi ، بيانات غير منشورة) وفي السويد (Lövsund و Oberg و Nilsson 1982) ، كثافة تدفق مغناطيسي عند تتراوح مواقع المشغل من 0.7 ميكرومتر إلى 6 طن متري ، اعتمادًا على التردد المستخدم والمسافة من الماكينة. في دراستهم للمجالات المغناطيسية من الصلب الكهربائي ومعدات اللحام ، وجد Lövsund و Oberg و Nilsson (1982) أن آلات اللحام النقطي (50 هرتز ، 15 إلى 106 كيلو أمبير) وأفران المغرفة (50 هرتز ، 13 إلى 15 كيلو أمبير) تنتج حقول تصل إلى 10 طن متري على مسافات تصل إلى متر واحد. في أستراليا ، تم العثور على محطة تسخين بالحث تعمل في نطاق 1 هرتز إلى 50 كيلو هرتز لإعطاء حقول قصوى تصل إلى 10 طن متري (أفران الحث 2.5 هرتز) في المواضع التي يمكن للمشغلين الوقوف فيها. بالإضافة إلى ذلك ، كان الحد الأقصى للحقول حول سخانات الحث العاملة على ترددات أخرى 50 μT عند 130 كيلو هرتز ، و 1.8 μT عند 25 كيلو هرتز وما يزيد عن 2.8 μT عند 130 كيلو هرتز.

نظرًا لأن أبعاد الملفات التي تنتج المجالات المغناطيسية غالبًا ما تكون صغيرة ، فنادراً ما يكون هناك تعرض عالي للجسم بالكامل ، ولكن بالأحرى تعرض موضعي بشكل رئيسي لليدين. قد تصل كثافة التدفق المغناطيسي إلى يد المشغل إلى 25 طن متري (Lövsund and Mild 1978 ؛ Stuchly and Lecuyer 1985). في معظم الحالات ، تكون كثافة التدفق أقل من 1 طن متري. عادة ما تكون شدة المجال الكهربائي بالقرب من السخان الحثي منخفضة.

قد يتعرض العاملون في الصناعة الكهروكيميائية لقوى مجال كهربائي ومغناطيسي عالية بسبب الأفران الكهربائية أو الأجهزة الأخرى التي تستخدم التيارات العالية. على سبيل المثال ، يمكن قياس كثافة التدفق المغناطيسي بالقرب من أفران الحث وخلايا التحليل الكهربائي الصناعية بما يصل إلى 50 طن متري.

وحدات العرض المرئية

استخدام وحدات العرض المرئية (VDUs) أو محطات عرض الفيديو (VDTs) كما يطلق عليها أيضًا ، ينمو بمعدل متزايد باستمرار. أعرب مشغلو VDT عن مخاوفهم بشأن الآثار المحتملة من انبعاثات الإشعاعات منخفضة المستوى. تم قياس المجالات المغناطيسية (التردد من 15 إلى 125 كيلو هرتز) التي تصل إلى 0.69 أمبير / م (0.9 ميكرومتر) في أسوأ الظروف بالقرب من سطح الشاشة (مكتب الصحة الإشعاعية 1981). تم تأكيد هذه النتيجة من خلال العديد من الدراسات الاستقصائية (Roy et al. 1984 ؛ Repacholi 1985 IRPA 1988). خلصت المراجعات الشاملة لقياسات ومسوحات VDTs من قبل الوكالات الوطنية والخبراء الأفراد إلى أنه لا توجد انبعاثات إشعاعية من VDTs التي سيكون لها أي عواقب على الصحة (Repacholi 1985 ؛ IRPA 1988 ؛ ILO 1993a). ليست هناك حاجة لإجراء قياسات روتينية للإشعاع نظرًا لأنه ، حتى في ظل ظروف وضع أسوأ أو فشل ، تكون مستويات الانبعاث أقل بكثير من حدود أي معايير دولية أو وطنية (IRPA 1988).

تم تقديم استعراض شامل للانبعاثات وملخص للأدبيات العلمية المطبقة والمعايير والمبادئ التوجيهية في الوثيقة (منظمة العمل الدولية 1993 أ).

التطبيقات الطبية

المرضى الذين يعانون من كسور العظام التي لا تلتئم بشكل جيد أو لا تتحد عولجوا بمجالات مغناطيسية نبضية (باسيت ، ميتشل وجاستون 1982 ؛ ميتبرايت ومانياشين 1984). كما يتم إجراء دراسات حول استخدام المجالات المغناطيسية النبضية لتعزيز التئام الجروح وتجديد الأنسجة.

تستخدم الأجهزة المختلفة التي تولد نبضات المجال المغناطيسي لتحفيز نمو العظام. مثال نموذجي هو الجهاز الذي يولد متوسط ​​كثافة تدفق مغناطيسي بحوالي 0.3 مليون طن ، وقوة ذروة تبلغ حوالي 2.5 طن متري ، ويحفز ذروة شدة المجال الكهربائي في العظم في النطاق من 0.075 إلى 0.175 فولت / م (باسيت ، باولوك و بيلا 1974). بالقرب من سطح الطرف المكشوف ، ينتج الجهاز ذروة كثافة تدفق مغناطيسي بترتيب 1.0 mT مما يتسبب في كثافة ذروة تيار أيوني تبلغ حوالي 10 إلى 100 مللي أمبير / م2 (1 إلى 10 ميكرو أمبير / سم2) في الأنسجة.

مقاسات

قبل البدء في قياسات حقول ELF أو VLF ، من المهم الحصول على أكبر قدر ممكن من المعلومات حول خصائص المصدر وحالة التعرض. هذه المعلومات مطلوبة لتقدير شدة المجال المتوقعة واختيار أنسب أدوات المسح (Tell 1983).

يجب أن تتضمن المعلومات حول المصدر ما يلي:

  • الترددات الحالية بما في ذلك التوافقيات
  • تنتقل الطاقة
  • الاستقطاب (اتجاه E حقل)
  • خصائص التشكيل (قيم الذروة والمتوسط)
  • دورة العمل وعرض النبض وتردد تكرار النبض
  • خصائص الهوائي ، مثل النوع والكسب وعرض الحزمة ومعدل المسح.

 

يجب أن تتضمن المعلومات المتعلقة بحالة التعرض ما يلي:

  • المسافة من المصدر
  • وجود أي كائنات نثرية. يمكن أن يؤدي التشتت بواسطة الأسطح المستوية إلى تعزيز E بمعامل 2. قد ينتج تحسين أكبر من الأسطح المنحنية ، على سبيل المثال ، عاكسات الزاوية.

 

يلخص الجدول 2 نتائج المسوحات التي أجريت في البيئات المهنية.

الجدول 2. المصادر المهنية للتعرض للمجالات المغناطيسية

مصدر

الفيض المغناطيسي
كثافات (طن متري)

المسافة (م)

VDTs

حتى 2.8 x 10-4

0.3

خطوط الجهد العالي

حتى 0.4

تحت الخط

محطات توليد الطاقة

حتى 0.27

1

أقواس اللحام (0-50 هرتز)

0.1-5.8

0-0.8

سخانات الحث (50-10 كيلو هرتز)

0.9-65

0.1-1

فرن مغرفة 50 هرتز

0.2-8

0.5-1

50 هرتز فرن القوس

حتى 1

2

محرك تحريض 10 هرتز

0.2-0.3

2

50 هرتز اللحام بالكهرباء

0.5-1.7

0.2-0.9

المعدات العلاجية

1-16

1

المصدر: Allen 1991 ؛ برنهاردت 1988 ؛ كراوس 1986 ؛ لوفسوند وأوبرغ ونيلسون 1982 ؛ ريباتشولي ، بيانات غير منشورة ؛ بشدّة 1986 ؛ Stuchly and Lecuyer 1985 ، 1989.

الأجهزة الدقيقة

تتكون أداة قياس المجال الكهربائي أو المغناطيسي من ثلاثة أجزاء أساسية: المسبار ، والأسلاك والشاشة. لضمان القياسات المناسبة ، فإن خصائص الأجهزة التالية مطلوبة أو مرغوبة:

  • يجب أن يستجيب المسبار فقط لـ E المجال أو H المجال وليس لكليهما في وقت واحد.
  • يجب ألا ينتج عن المسبار اضطراب كبير في المجال.
  • يجب ألا تؤدي الخيوط من المسبار إلى الشاشة إلى تعكير صفو المجال في المسبار بشكل كبير ، أو مضاعفة الطاقة من الحقل.
  • يجب أن تغطي استجابة التردد للمسبار نطاق الترددات المطلوب قياسها.
  • إذا تم استخدامه في المجال القريب التفاعلي ، فمن الأفضل أن تكون أبعاد مستشعر المسبار أقل من ربع طول الموجة عند أعلى تردد موجود.
  • يجب أن تشير الأداة إلى قيمة جذر متوسط ​​التربيع (جذر متوسط ​​التربيع) لمعلمة الحقل المقاسة.
  • يجب معرفة وقت استجابة الصك. من المستحسن أن يكون لديك وقت استجابة يبلغ حوالي ثانية واحدة أو أقل ، بحيث يتم اكتشاف الحقول المتقطعة بسهولة.
  • يجب أن يستجيب المسبار لجميع مكونات الاستقطاب في المجال. يمكن تحقيق ذلك إما عن طريق الاستجابة الخواص المتأصلة ، أو عن طريق الدوران المادي للمسبار من خلال ثلاثة اتجاهات متعامدة.
  • ومن الخصائص الأخرى المرغوبة الحماية الجيدة من التحميل الزائد وتشغيل البطارية وقابلية الحمل والبناء المتين.
  • توفر الأدوات إشارة إلى واحد أو أكثر من المعلمات التالية: المتوسط E المجال (V / م) أو متوسط ​​المربع E مجال (V.2/m2) ؛ معدل H حقل (أ / م) أو متوسط ​​مربع H مجال (أ2/m2).

 

استبيانات

عادة ما يتم إجراء الاستطلاعات لتحديد ما إذا كانت الحقول الموجودة في مكان العمل أقل من الحدود التي حددتها المعايير الوطنية. وبالتالي يجب أن يكون الشخص الذي يأخذ القياسات على دراية كاملة بهذه المعايير.

يجب مسح جميع المواقع المشغولة والتي يمكن الوصول إليها. يجب أن يكون مشغل الجهاز قيد الاختبار والمساح بعيدًا قدر الإمكان عن منطقة الاختبار. يجب أن تكون جميع الأشياء الموجودة بشكل طبيعي ، والتي قد تعكس الطاقة أو تمتصها ، في موضعها. يجب أن يتخذ المساح الاحتياطات ضد حروق وصدمات الترددات الراديوية (RF) ، خاصة بالقرب من أنظمة الطاقة العالية والتردد المنخفض.

آليات التفاعل والتأثيرات البيولوجية

آليات التفاعل

الآليات المنشأة الوحيدة التي تتفاعل من خلالها مجالات ELF و VLF مع الأنظمة البيولوجية هي:

  • المجالات الكهربائية التي تحفز شحنة سطحية على جسم مكشوف ينتج عنها تيارات (تقاس بالمللي أمبير / م2) داخل الجسم ، يرتبط حجمها بكثافة شحنة السطح. اعتمادًا على ظروف التعرض وحجم وشكل وموقع الجسم المكشوف في الحقل ، يمكن أن تختلف كثافة شحنة السطح اختلافًا كبيرًا ، مما يؤدي إلى توزيع متغير وغير منتظم للتيارات داخل الجسم.
  • تعمل المجالات المغناطيسية أيضًا على البشر عن طريق تحفيز المجالات الكهربائية والتيارات داخل الجسم.
  • قد تتسبب الشحنات الكهربائية المستحثة في جسم موصل (على سبيل المثال ، سيارة) تتعرض للمجالات الكهربائية ELF أو VLF في مرور التيار عبر شخص على اتصال به.
  • يؤدي اقتران المجال المغناطيسي إلى موصل (على سبيل المثال ، سياج سلكي) إلى مرور تيارات كهربائية (من نفس التردد مثل مجال التعريض) عبر جسم شخص على اتصال به.
  • يمكن أن تحدث التصريفات العابرة (الشرارات) عندما يقترب الأشخاص والأشياء المعدنية المعرضة لمجال كهربائي قوي بدرجة كافية.
  • قد تتداخل المجالات الكهربائية أو المغناطيسية مع الأجهزة الطبية المزروعة (على سبيل المثال ، أجهزة تنظيم ضربات القلب أحادية القطب) وتسبب خللاً في الجهاز.

 

أول تفاعلين مذكوران أعلاه هما أمثلة على الاقتران المباشر بين الأشخاص وحقول ELF أو VLF. التفاعلات الأربعة الأخيرة هي أمثلة على آليات الاقتران غير المباشر لأنها يمكن أن تحدث فقط عندما يكون الكائن الحي المعرض بالقرب من أجسام أخرى. يمكن أن تشمل هذه الأجسام بشرًا أو حيوانات أو أشياء أخرى مثل السيارات أو الأسوار أو الأجهزة المزروعة.

في حين تم افتراض آليات أخرى للتفاعل بين الأنسجة البيولوجية ومجالات ELF أو VLF أو أن هناك بعض الأدلة التي تدعم وجودها (منظمة الصحة العالمية 1993 ؛ NRPB 1993 ؛ NRC 1996) ، لم يثبت أن أيًا منها مسؤول عن أي عواقب سلبية على الصحة.

الآثار الصحية

تشير الأدلة إلى أن معظم التأثيرات الثابتة للتعرض للمجالات الكهربائية والمغناطيسية في نطاق التردد> 0 إلى 30 كيلو هرتز ناتجة عن الاستجابات الحادة لشحنة السطح وكثافة التيار المستحث. يمكن للناس أن يدركوا تأثيرات شحنة السطح المتذبذبة التي تحدثها المجالات الكهربائية ELF على أجسامهم (ولكن ليس بواسطة المجالات المغناطيسية) ؛ تصبح هذه التأثيرات مزعجة إذا كانت شديدة بدرجة كافية. يعرض الجدول 3 ملخصًا لتأثيرات التيارات التي تمر عبر جسم الإنسان (عتبات الإدراك أو التخلي أو التيتانوس).

الجدول 3. آثار التيارات التي تمر عبر جسم الإنسان

تأثير

الموضوع

عتبة الحالية في مللي أمبير

   

50 و 60 هرتز

300 هرتز

1000 هرتز

10 كيلو هرتز

30 كيلو هرتز

الإدراك

رجالي

نسائي

أطفال

1.1

0.7

0.55

1.3

0.9

0.65

2.2

1.5

1.1

15

10

9

50

35

30

صدمة عتبة ترك

رجالي

نسائي

أطفال

9

6

4.5

11.7

7.8

5.9

16.2

10.8

8.1

55

37

27

126

84

63

الكزاز الصدري
صدمة شديدة

رجالي

نسائي

أطفال

23

15

12

30

20

15

41

27

20.5

94

63

47

320

214

160

المصدر: Bernhardt 1988a.

تم تحفيز الخلايا العصبية والعضلية البشرية بواسطة التيارات المستحثة عن طريق التعرض لمجالات مغناطيسية تصل إلى عدة mT ومن 1 إلى 1.5 كيلو هرتز ؛ يُعتقد أن كثافة العتبة الحالية أعلى من 1 أ / م2. يمكن إحداث وميض الأحاسيس البصرية في العين البشرية عن طريق التعرض لمجالات مغناطيسية منخفضة تصل إلى حوالي 5 إلى 10 أمتار (عند 20 هرتز) أو التيارات الكهربائية المطبقة مباشرة على الرأس. يشير النظر في هذه الاستجابات ونتائج الدراسات الفسيولوجية العصبية إلى أن وظائف الجهاز العصبي المركزي الدقيقة ، مثل التفكير أو الذاكرة ، قد تتأثر بالكثافات الحالية التي تزيد عن 10 مللي أمبير / م.2 (NRPB 1993). من المرجح أن تظل قيم العتبة ثابتة حتى حوالي kHz 1 ولكنها ترتفع مع زيادة التردد بعد ذلك.

عدة المختبر أبلغت الدراسات (منظمة الصحة العالمية 1993 ؛ NRPB 1993) عن تغيرات في التمثيل الغذائي ، مثل التغيرات في نشاط الإنزيم واستقلاب البروتين وانخفاض السمية الخلوية للخلايا الليمفاوية ، في سلالات الخلايا المختلفة المعرضة لمجالات وتيارات كهربائية ELF و VLF المطبقة مباشرة على ثقافة الخلية. تم الإبلاغ عن معظم التأثيرات عند كثافات حالية تتراوح بين حوالي 10 و 1,000 مللي أمبير / م2، على الرغم من أن هذه الردود أقل تحديدًا بوضوح (Sienkiewicz، Saunder and Kowalczuk 1991). ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن كثافات التيار الداخلي الناتجة عن النشاط الكهربائي للأعصاب والعضلات تصل عادةً إلى 1 مللي أمبير / م2 وقد تصل إلى 10 مللي أمبير / متر2 في القلب. لن تؤثر هذه الكثافة الحالية سلبًا على الأعصاب والعضلات والأنسجة الأخرى. سيتم تجنب مثل هذه التأثيرات البيولوجية عن طريق تقييد كثافة التيار المستحث إلى أقل من 10 مللي أمبير / م2 بترددات تصل إلى حوالي 1 كيلو هرتز.

تشمل العديد من المجالات المحتملة للتفاعل البيولوجي والتي لها العديد من الآثار الصحية والتي تكون معرفتنا محدودة عنها: التغييرات المحتملة في مستويات الميلاتونين الليلي في الغدة الصنوبرية والتغيرات في إيقاعات الساعة البيولوجية التي تحدث في الحيوانات عن طريق التعرض للمجالات الكهربائية أو المغناطيسية ELF ، و التأثيرات المحتملة للمجالات المغناطيسية ELF على عمليات التطور والتسرطن. بالإضافة إلى ذلك ، هناك بعض الأدلة على الاستجابات البيولوجية للمجالات الكهربائية والمغناطيسية الضعيفة للغاية: وتشمل هذه الحركة المتغيرة لأيونات الكالسيوم في أنسجة المخ ، والتغيرات في أنماط إطلاق الخلايا العصبية ، وتغيير سلوك المشغل. تم الإبلاغ عن "نوافذ" السعة والتردد مما يتحدى الافتراض التقليدي بأن حجم الاستجابة يزداد مع زيادة الجرعة. هذه التأثيرات ليست مثبتة جيدًا ولا توفر أساسًا لوضع قيود على التعرض البشري ، على الرغم من أن هناك ما يبرر إجراء مزيد من التحقيقات (Sienkievicz، Saunder and Kowalczuk 1991؛ WHO 1993؛ NRC 1996).

يعطي الجدول 4 النطاقات التقريبية للكثافات الحالية المستحثة للتأثيرات البيولوجية المختلفة على البشر.

الجدول 4. نطاقات كثافة التيار التقريبية للتأثيرات البيولوجية المختلفة

تأثير

كثافة التيار (مللي أمبير / م2)

تحفيز مباشر للأعصاب والعضلات

1,000-10,000

التحوير في نشاط الجهاز العصبي المركزي
التغييرات في التمثيل الغذائي للخلايا المختبر

100-1,000

التغييرات في وظيفة الشبكية
التغيرات المحتملة في الجهاز العصبي المركزي
التغييرات في التمثيل الغذائي للخلايا المختبر


10-100

كثافة التيار الداخلي

1-10

المصدر: Sienkiewicz et al. 1991.

معايير التعرض المهني

تقريبًا جميع المعايير التي لها حدود في النطاق> 0-30 كيلو هرتز ، كأساس منطقي لها ، الحاجة إلى إبقاء المجالات والتيارات الكهربائية المستحثة عند مستويات آمنة. عادة ما تكون كثافة التيار المستحث محدودة بأقل من 10 مللي أمبير / م2. يعطي الجدول 5 ملخصًا لبعض حدود التعرض المهني الحالية.

الجدول 5. الحدود المهنية للتعرض للمجالات الكهربائية والمغناطيسية في النطاق الترددي> 0 إلى 30 كيلوهرتز (لاحظ أن f بالهرتز)

البلد / المرجع

نطاق الترددات

المجال الكهربائي (V / م)

المجال المغناطيسي (A / m)

دولي (IRPA 1990)

50 / 60 هرتز

10,000

398

الولايات المتحدة الأمريكية (IEEE 1991)

3-30 كيلوهرتز

614

163

الولايات المتحدة الأمريكية (ACGIH 1993)

1 - 100 هرتز

100 - 4,000 هرتز

4-30 كيلوهرتز

25,000

2.5 س 106/f

625

60 /f

60 /f

60 /f

ألمانيا (1996)

50 / 60 هرتز

10,000

1,600

المملكة المتحدة (NRPB 1993)

1 - 24 هرتز

24 - 600 هرتز

600 - 1,000 هرتز

1-30 كيلوهرتز

25,000

6 س 105/f

1,000

1,000

64,000 /f

64,000 /f

64,000 /f

64

 

تدابير وقائية

تعتمد حالات التعرض المهني التي تحدث بالقرب من خطوط نقل الجهد العالي على موقع العامل سواء على الأرض أو عند الموصل أثناء العمل على الخط المباشر عند الإمكانات العالية. عند العمل في ظروف الخط الحي ، يمكن استخدام الملابس الواقية لتقليل شدة المجال الكهربائي وكثافة التيار في الجسم إلى قيم مماثلة لتلك التي قد تحدث للعمل على الأرض. الملابس الواقية لا تضعف تأثير المجال المغناطيسي.

يجب تحديد مسؤوليات حماية العمال وعامة الناس من الآثار السلبية المحتملة للتعرض للمجالات الكهربائية والمغناطيسية ذات التردد المنخفض للغاية أو التردد المنخفض للغاية. يوصى بأن تنظر الجهات المختصة في الخطوات التالية:

  • تطوير واعتماد حدود التعرض وتنفيذ برنامج الامتثال
  • تطوير معايير تقنية لتقليل التعرض للتداخل الكهرومغناطيسي ، على سبيل المثال ، لأجهزة ضبط نبضات القلب
  • تطوير معايير تحدد المناطق ذات الوصول المحدود حول مصادر المجالات الكهربائية والمغناطيسية القوية بسبب التداخل الكهرومغناطيسي (على سبيل المثال ، لأجهزة تنظيم ضربات القلب والأجهزة المزروعة الأخرى). ينبغي النظر في استخدام العلامات التحذيرية المناسبة.
  • شرط التعيين المحدد لشخص مسؤول عن سلامة العمال والجمهور في كل موقع ذي إمكانات عالية للتعرض
  • تطوير إجراءات القياس الموحدة وتقنيات المسح
  • متطلبات تثقيف العمال حول آثار التعرض للمجالات الكهربائية والمغناطيسية ELF أو VLF والتدابير والقواعد المصممة لحمايتهم
  • صياغة المبادئ التوجيهية أو قواعد الممارسة لسلامة العمال في المجالات الكهربائية والمغناطيسية ELF أو VLF. تقدم منظمة العمل الدولية (1993 أ) إرشادات ممتازة لمثل هذه المدونة.

 

الرجوع

الثلاثاء، شنومكس مارس شنومكس شنومكس: شنومكس

المجالات الكهربائية والمغناطيسية الساكنة

تولد كل من بيئتنا الطبيعية والاصطناعية قوى كهربائية ومغناطيسية بأحجام مختلفة - في الهواء الطلق ، في المكاتب ، في المنازل وفي أماكن العمل الصناعية. وهذا يثير سؤالين مهمين: (1) هل تشكل حالات التعرض هذه أي آثار ضارة بصحة الإنسان ، و (2) ما هي الحدود التي يمكن وضعها في محاولة لتحديد الحدود "الآمنة" لمثل هذا التعرض؟

تركز هذه المناقشة على المجالات الكهربائية والمغناطيسية الساكنة. تم وصف الدراسات حول العاملين في الصناعات المختلفة ، وكذلك على الحيوانات ، والتي فشلت في إثبات أي آثار بيولوجية ضارة واضحة على مستويات التعرض للمجالات الكهربائية والمغناطيسية التي تتم مواجهتها عادةً. ومع ذلك ، هناك محاولات لمناقشة جهود عدد من المنظمات الدولية لوضع مبادئ توجيهية لحماية العمال وغيرهم من أي مستوى خطر محتمل من التعرض.

تعريف المصطلحات

عندما يتم تطبيق جهد أو تيار كهربائي على شيء مثل موصل كهربائي ، يصبح الموصل مشحونًا وتبدأ القوى في العمل على شحنات أخرى في المنطقة المجاورة. يمكن التمييز بين نوعين من القوى: تلك الناشئة عن الشحنات الكهربائية الثابتة ، والمعروفة باسم القوة الكهروستاتيكية ، وتلك التي تظهر فقط عندما تتحرك الشحنات (كما هو الحال في تيار كهربائي في موصل) ، والمعروفة باسم القوة المغناطيسية. لوصف وجود هذه القوى وتوزيعها المكاني ، ابتكر الفيزيائيون والرياضيون مفهوم الميدان. وهكذا يتحدث المرء عن مجال القوة ، أو ببساطة ، المجالات الكهربائية والمغناطيسية.

على المدى ساكن يصف الموقف الذي تكون فيه جميع الشحنات ثابتة في الفضاء ، أو تتحرك كتدفق ثابت. نتيجة لذلك ، تكون كل من الشحنات والكثافة الحالية ثابتة بمرور الوقت. في حالة الشحنات الثابتة ، لدينا مجال كهربائي تعتمد قوته في أي نقطة في الفضاء على قيمة وهندسة جميع الشحنات. في حالة التيار الثابت في الدائرة ، لدينا مجال كهربائي وثابت مغناطيسي في الوقت المناسب (المجالات الثابتة) ، نظرًا لأن كثافة الشحن في أي نقطة من الدائرة لا تتغير.

الكهرباء والمغناطيسية ظاهرتان مميزتان طالما الشحنات والتيار ثابتان ؛ يختفي أي اتصال بين المجالات الكهربائية والمغناطيسية في هذه الحالة الثابتة وبالتالي يمكن معالجتها بشكل منفصل (على عكس الوضع في المجالات المتغيرة بمرور الوقت). تتميز المجالات الكهربائية والمغناطيسية الساكنة بوضوح بقوى ثابتة ومستقلة عن الوقت وتتوافق مع حد التردد الصفري لنطاق التردد المنخفض للغاية (ELF).

المجالات الكهربائية الساكنة

التعرض الطبيعي والمهني

يتم إنتاج الحقول الكهربائية الساكنة بواسطة أجسام مشحونة كهربائيًا حيث يتم إحداث شحنة كهربائية على سطح جسم ما داخل مجال كهربائي ثابت. نتيجة لذلك ، يمكن أن يكون المجال الكهربائي على سطح جسم ما ، لا سيما عندما يكون نصف القطر صغيرًا ، كما هو الحال عند نقطة ما ، أكبر من المجال الكهربائي غير المضطرب (أي المجال الذي لا يوجد به الكائن). قد يكون الحقل داخل الكائن صغيرًا جدًا أو صفرًا. يتم اختبار المجالات الكهربائية كقوة بواسطة الأجسام المشحونة كهربائيًا ؛ على سبيل المثال ، ستؤثر قوة على شعر الجسم ، والتي قد يدركها الفرد.

في المتوسط ​​، تكون شحنة سطح الأرض سالبة بينما يحمل الغلاف الجوي العلوي شحنة موجبة. تبلغ شدة المجال الكهربائي الساكن الناتج بالقرب من سطح الأرض حوالي 130 فولت / م. يتناقص هذا المجال مع الارتفاع ، وتبلغ قيمته حوالي 100 فولت / م عند ارتفاع 100 متر ، و 45 فولت / م عند ارتفاع 1 كم ، وأقل من 1 فولت / م عند ارتفاع 20 كم. تختلف القيم الفعلية على نطاق واسع ، اعتمادًا على درجة الحرارة والرطوبة المحلية ووجود الملوثات المتأينة. تحت السحب الرعدية ، على سبيل المثال ، وحتى مع اقتراب السحب الرعدية ، تحدث اختلافات كبيرة في المجال على مستوى الأرض ، لأنه عادةً ما يكون الجزء السفلي من السحابة سالبًا بينما يحتوي الجزء العلوي على شحنة موجبة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك شحنة فضائية بين السحابة والأرض. مع اقتراب السحابة ، قد يزداد الحقل على مستوى الأرض أولاً ثم ينعكس ، وتصبح الأرض مشحونة بشكل إيجابي. خلال هذه العملية ، يمكن ملاحظة المجالات من 100 V / m إلى 3 kV / m حتى في حالة عدم وجود البرق المحلي ؛ قد تحدث انعكاسات المجال بسرعة كبيرة ، في غضون دقيقة واحدة ، وقد تستمر شدة المجال العالية طوال مدة العاصفة. تحتوي السحب العادية ، وكذلك السحب الرعدية ، على شحنات كهربائية ، وبالتالي فهي تؤثر بعمق على المجال الكهربائي على مستوى الأرض. من المتوقع أيضًا حدوث انحرافات كبيرة عن مجال الطقس المعتدل ، تصل إلى 1 ٪ ، في وجود الضباب والأمطار والأيونات الصغيرة والكبيرة التي تحدث بشكل طبيعي. يمكن توقع تغيرات المجال الكهربائي أثناء الدورة اليومية في طقس معتدل تمامًا: تغييرات منتظمة إلى حد ما في التأين المحلي أو درجة الحرارة أو الرطوبة والتغيرات الناتجة في التوصيل الكهربائي في الغلاف الجوي بالقرب من الأرض ، وكذلك نقل الشحنة الميكانيكية بواسطة حركات الهواء المحلية ، ربما تكون مسؤولة عن هذه الاختلافات اليومية.

تتراوح المستويات النموذجية للمجالات الكهروستاتيكية من صنع الإنسان في نطاق 1 إلى 20 كيلو فولت / متر في المكاتب والمنازل ؛ يتم إنشاء هذه الحقول بشكل متكرر حول المعدات عالية الجهد ، مثل أجهزة التلفزيون ووحدات عرض الفيديو (VDUs) ، أو عن طريق الاحتكاك. تولد خطوط نقل التيار المباشر (DC) كلاً من المجالات الكهربائية والمغناطيسية الساكنة وهي وسيلة اقتصادية لتوزيع الطاقة حيث توجد مسافات طويلة.

تستخدم المجالات الكهربائية الساكنة على نطاق واسع في صناعات مثل الكيماويات ، والمنسوجات ، والطيران ، والورق والمطاط ، وفي النقل.

التأثيرات البيولوجية

تقدم الدراسات التجريبية القليل من الأدلة البيولوجية تشير إلى أي تأثير ضار للمجالات الكهربائية الساكنة على صحة الإنسان. يبدو أيضًا أن الدراسات القليلة التي أجريت على الحيوانات لم تسفر عن أي بيانات تدعم الآثار الضارة على الجينات أو نمو الورم أو على أنظمة الغدد الصماء أو القلب والأوعية الدموية. (يلخص الجدول 1 هذه الدراسات على الحيوانات.)

الجدول 1. دراسات على الحيوانات المعرضة للمجالات الكهربائية الساكنة

نقاط النهاية البيولوجية

الآثار المبلغ عنها

ظروف التعرض

أمراض الدم والمناعة

التغييرات في أجزاء الألبومين والجلوبيولين لبروتينات المصل في الفئران.
الردود غير متسقة

لا توجد فروق ذات دلالة إحصائية في عدد خلايا الدم أو بروتينات الدم أو الدم
الكيمياء في الفئران

التعرض المستمر للمجالات بين 2.8 و 19.7 كيلو فولت / م
من 22 إلى 52 يومًا من العمر

التعرض لـ 340 كيلو فولت / م لمدة 22 ساعة / يوم بإجمالي 5,000 ساعة

الجهاز العصبي

تحريض تغييرات كبيرة لوحظ في EEGs من الفئران. ومع ذلك ، لا يوجد مؤشر واضح على استجابة متسقة

لا توجد تغييرات كبيرة في تركيزات ومعدلات استخدام
مختلف النواقل العصبية في أدمغة ذكور الجرذان

التعرض لشدة المجال الكهربائي حتى 10 كيلو فولت / م

التعرض لحقل 3 كيلو فولت / متر حتى 66 ساعة

السلوك

تشير الدراسات الحديثة التي أجريت بشكل جيد إلى عدم وجود تأثير على القوارض
سلوك

إنتاج سلوك تجنب يعتمد على الجرعة في ذكور الجرذان ، بدون تأثير أيونات الهواء

التعرض لقوى المجال حتى 12 كيلو فولت / م

التعرض للمجالات الكهربائية HVD التي تتراوح من 55 إلى 80 كيلو فولت / م

التكاثر والتطور

لا توجد فروق ذات دلالة إحصائية في العدد الإجمالي للنسل ولا في
النسبة المئوية للبقاء على قيد الحياة في الفئران

التعرض لـ 340 كيلو فولت / م لمدة 22 ساعة / يوم قبل وأثناء وبعد
الحمل

 

لا المختبر تم إجراء دراسات لتقييم تأثير تعريض الخلايا للمجالات الكهربائية الساكنة.

تشير الحسابات النظرية إلى أن المجال الكهربائي الساكن سيحدث شحنة على سطح الأشخاص المعرضين ، والتي يمكن إدراكها إذا تم تفريغها إلى جسم مؤرض. عند الجهد العالي بدرجة كافية ، سيتأين الهواء ويصبح قادرًا على توصيل تيار كهربائي بين ، على سبيل المثال ، جسم مشحون وشخص مؤرض. ال جهد الانهيار يعتمد على عدد من العوامل ، بما في ذلك شكل الجسم المشحون والظروف الجوية. تتراوح القيم النموذجية لشدة المجال الكهربائي المقابلة بين 500 و 1,200 كيلو فولت / متر.

تشير التقارير الواردة من بعض البلدان إلى أن عددًا من مشغلي VDU قد عانوا من اضطرابات جلدية ، لكن العلاقة الدقيقة بينهم وبين عمل VDU غير واضحة. تم اقتراح المجالات الكهربائية الساكنة في أماكن عمل VDU كسبب محتمل لاضطرابات الجلد هذه ، ومن الممكن أن تكون الشحنة الكهروستاتيكية للمشغل عاملاً ذا صلة. ومع ذلك ، لا يزال يجب اعتبار أي علاقة بين المجالات الكهروستاتيكية واضطرابات الجلد على أنها افتراضية بناءً على الأدلة البحثية المتاحة.

القياسات والوقاية ومعايير التعرض

يمكن تقليل قياسات شدة المجال الكهربائي الساكن إلى قياسات الفولتية أو الشحنات الكهربائية. تتوفر العديد من مقاييس الفولتميتر الكهروستاتيكي تجارياً والتي تسمح بقياسات دقيقة للكهرباء الساكنة أو مصادر أخرى عالية المقاومة دون اتصال مادي. يستخدم البعض المروحية الكهروستاتيكية لانجراف منخفض ، وردود فعل سلبية من أجل الدقة وعدم حساسية التباعد بين السطح. في بعض الحالات ، "ينظر" القطب الكهروستاتيكي إلى السطح تحت القياس من خلال ثقب صغير في قاعدة مجموعة المسبار. تتناسب إشارة التيار المتردد المقطوعة المستحثة على هذا القطب مع الجهد التفاضلي بين السطح قيد القياس ومجموعة المسبار. تُستخدم محولات التدرج أيضًا كملحقات لمقاييس الفولتميتر الكهروستاتيكي ، وتسمح باستخدامها كمقاييس لشدة المجال الكهروستاتيكي ؛ يمكن قراءة مباشرة بالفولت لكل متر من المسافة الفاصلة بين السطح قيد الاختبار واللوحة المؤرضة للمحول.

لا توجد بيانات جيدة يمكن أن تكون بمثابة إرشادات لوضع حدود أساسية للتعرض البشري للمجالات الكهربائية الساكنة. من حيث المبدأ ، يمكن اشتقاق حد التعرض من الحد الأدنى لجهد انهيار الهواء ؛ ومع ذلك ، فإن شدة المجال التي يختبرها شخص ما داخل مجال كهربائي ثابت ستختلف وفقًا لاتجاه الجسم وشكله ، ويجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند محاولة الوصول إلى حد مناسب.

أوصى المؤتمر الأمريكي لخبراء حفظ الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH 1995) بقيم حد العتبة (TLVs). تشير TLVs هذه إلى أقصى شدة للمجال الكهربائي الثابت في مكان العمل غير المحمي ، والتي تمثل الظروف التي قد يتعرض فيها جميع العمال تقريبًا بشكل متكرر دون آثار صحية ضارة. وفقًا لـ ACGIH ، يجب ألا يتجاوز التعرض المهني شدة مجال كهربائي ثابت تبلغ 25 كيلو فولت / م. يجب استخدام هذه القيمة كدليل في التحكم في التعرض ، وبسبب الحساسية الفردية ، لا ينبغي اعتبارها خطًا واضحًا بين المستويات الآمنة والخطيرة. (يشير هذا الحد إلى شدة المجال الموجودة في الهواء ، بعيدًا عن أسطح الموصلات ، حيث قد تشكل تصريفات الشرر وتيارات التلامس مخاطر كبيرة ، وهي مخصصة للتعرضات الجزئية للجسم والجسم بالكامل.) التخلص من الأشياء غير المؤرضة ، أو تأريض مثل هذه الأشياء ، أو استخدام القفازات المعزولة عند التعامل مع الأشياء غير المؤرضة. تقتضي الحكمة استخدام وسائل الحماية (على سبيل المثال ، البدلات والقفازات والعزل) في جميع المجالات التي تتجاوز 15 كيلو فولت / متر.

وفقًا لـ ACGIH ، فإن المعلومات الحالية حول الاستجابات البشرية والتأثيرات الصحية المحتملة للمجالات الكهربائية الساكنة غير كافية لإنشاء TLV موثوق به لمتوسط ​​التعرض المرجح زمنياً. يوصى ، في ظل عدم وجود معلومات محددة من الشركة المصنعة بشأن التداخل الكهرومغناطيسي ، بالحفاظ على تعرض مرتدي أجهزة تنظيم ضربات القلب والأجهزة الإلكترونية الطبية الأخرى عند 1 كيلو فولت / متر أو أقل.

في ألمانيا ، وفقًا لمعيار DIN ، يجب ألا يتجاوز التعرض المهني شدة مجال كهربائي ثابت تبلغ 40 كيلو فولت / متر. بالنسبة للتعريضات القصيرة (حتى ساعتين في اليوم) ، يُسمح بحد أعلى يبلغ 60 كيلو فولت / متر.

في عام 1993 ، قدم المجلس الوطني للحماية من الإشعاع (NRPB 1993) المشورة بشأن القيود المناسبة على تعرض الناس للمجالات الكهرومغناطيسية والإشعاع. يتضمن هذا كلاً من المجالات الكهربائية والمغناطيسية الساكنة. في وثيقة NRPB ، يتم توفير مستويات التحقيق لغرض مقارنة قيم كميات الحقل المقاسة من أجل تحديد ما إذا كان قد تم تحقيق الامتثال للقيود الأساسية أم لا. إذا تجاوز المجال الذي يتعرض له الشخص مستوى التحقيق ذي الصلة ، فيجب التحقق من الامتثال للقيود الأساسية. تشمل العوامل التي يمكن أخذها في الاعتبار في مثل هذا التقييم ، على سبيل المثال ، كفاءة اقتران الشخص بالميدان ، والتوزيع المكاني للحقل عبر الحجم الذي يشغله الشخص ، ومدة التعرض.

وفقًا لـ NRPB ، ليس من الممكن التوصية بقيود أساسية لتجنب الآثار المباشرة للتعرض البشري للمجالات الكهربائية الساكنة ؛ يتم إعطاء إرشادات لتجنب الآثار المزعجة للإدراك المباشر للشحنة الكهربائية السطحية والتأثيرات غير المباشرة مثل الصدمة الكهربائية. بالنسبة لمعظم الناس ، فإن الإدراك المزعج للشحنة الكهربائية السطحية ، التي تعمل مباشرة على الجسم ، لن يحدث أثناء التعرض لقوة المجال الكهربائي الساكن التي تقل عن 25 كيلو فولت / م ، أي نفس شدة المجال التي أوصت بها ACGIH. لتجنب تفريغ الشرارة (التأثيرات غير المباشرة) التي تسبب الإجهاد ، توصي NRPB بأن تقتصر تيارات الاتصال بالتيار المستمر على أقل من 2 مللي أمبير. يمكن منع الصدمات الكهربائية من مصادر مقاومة منخفضة باتباع إجراءات السلامة الكهربائية المعمول بها ذات الصلة بهذه المعدات.

المجالات المغناطيسية الثابتة

التعرض الطبيعي والمهني

الجسم شفاف نسبيًا للمجالات المغناطيسية الساكنة ؛ سوف تتفاعل هذه الحقول بشكل مباشر مع المواد متباينة الخواص مغناطيسيًا (تظهر خصائص بقيم مختلفة عند قياسها على طول المحاور في اتجاهات مختلفة) والشحنات المتحركة.

المجال المغناطيسي الطبيعي هو مجموع المجال الداخلي بسبب أن الأرض تعمل كمغناطيس دائم ومجال خارجي متولد في البيئة من عوامل مثل النشاط الشمسي أو الغلاف الجوي. ينشأ المجال المغناطيسي الداخلي للأرض من التيار الكهربائي المتدفق في الطبقة العليا من قلب الأرض. توجد اختلافات محلية كبيرة في قوة هذا المجال ، الذي يتراوح متوسط ​​حجمه من حوالي 28 أمبير / م عند خط الاستواء (المقابلة لكثافة تدفق مغناطيسي تبلغ حوالي 35 طن متري في مادة غير مغناطيسية مثل الهواء) إلى حوالي 56 أمبير. / م فوق الأقطاب المغناطيسية الأرضية (المقابلة لحوالي 70 طن متري في الهواء).

الحقول الاصطناعية أقوى من تلك ذات الأصل الطبيعي بالعديد من مراتب الحجم. تشمل المصادر الاصطناعية للمجالات المغناطيسية الساكنة جميع الأجهزة التي تحتوي على أسلاك تحمل تيارًا مباشرًا ، بما في ذلك العديد من الأجهزة والمعدات في الصناعة.

في خطوط نقل الطاقة بالتيار المباشر ، يتم إنتاج المجالات المغناطيسية الثابتة عن طريق تحريك الشحنات (تيار كهربائي) في خط من سلكين. بالنسبة للخط العلوي ، تبلغ كثافة التدفق المغناطيسي على مستوى الأرض حوالي 20 طن متري لخط  500 كيلو فولت. بالنسبة لخط نقل تحت الأرض مدفون على ارتفاع 1.4 متر ويحمل تيارًا أقصى يبلغ حوالي 1 كيلو أمبير ، تكون أقصى كثافة تدفق مغناطيسي أقل من 10 طن متري على مستوى الأرض.

يتم سرد التقنيات الرئيسية التي تنطوي على استخدام مجالات مغناطيسية ثابتة كبيرة في الجدول 2 جنبًا إلى جنب مع مستويات التعرض المقابلة لها.

الجدول 2. التقنيات الرئيسية التي تنطوي على استخدام مجالات مغناطيسية كبيرة ثابتة ومستويات التعرض المقابلة

الإجراءات

مستويات التعرض

تقنيات الطاقة

مفاعلات الاندماج النووي الحراري

الحقول الهامشية حتى 50 طن متري في المناطق التي يمكن للأفراد الوصول إليها.
أقل من 0.1 طن متري خارج موقع المفاعل

أنظمة مغناطيسية هيدروديناميكية

حوالي 10 طن متري عند حوالي 50 مترًا ؛ 100 طن متري فقط على مسافات تزيد عن 250 مترًا

أنظمة تخزين الطاقة المغناطيسية فائقة التوصيل

حقول هامشية تصل إلى 50 طن متري في مواقع يسهل على المشغل الوصول إليها

المولدات فائقة التوصيل وخطوط النقل

من المتوقع أن تكون الحقول الهامشية أقل من 100 طن متري

مرافق البحوث

غرف الفقاعات

أثناء تغييرات أشرطة الفيلم ، يكون الحقل حوالي 0.4 - 0.5 طن عند مستوى القدم وحوالي 50 طن متري على مستوى الرأس

أجهزة قياس الطيف فائقة التوصيل

حوالي 1 تيرا في مواقع يمكن الوصول إليها بواسطة المشغل

مسرعات الجسيمات

نادرا ما يتعرض الموظفون للخطر بسبب استبعادهم من منطقة الإشعاع العالية. تنشأ الاستثناءات فقط أثناء الصيانة

وحدات فصل النظائر

تعرضات موجزة لمجالات تصل إلى 50 طن متري
عادة ما تكون المستويات الميدانية أقل من 1 طن متري

صناعة

إنتاج الألمنيوم

مستويات تصل إلى 100 طن متري في مواقع يسهل على المشغل الوصول إليها

عمليات التحليل الكهربائي

يبلغ متوسط ​​وأدنى مستويات المجال حوالي 10 و 50 طن متري ، على التوالي

إنتاج المغناطيس

2-5 طن متري على يد العامل ؛ في حدود 300 إلى 500 طن متري على مستوى الصدر والرأس

الطب

التصوير بالرنين المغناطيسي النووي والتحليل الطيفي

ينتج مغناطيس غير محمي 1-T حوالي 0.5 طن متري عند 10 أمتار ، وينتج مغناطيس 2-T غير المحمي نفس التعرض عند حوالي 13 مترًا

 

التأثيرات البيولوجية

تشير الدلائل المستمدة من التجارب التي أجريت على حيوانات المختبر إلى أنه لا توجد تأثيرات كبيرة على العديد من العوامل التنموية والسلوكية والفسيولوجية التي تم تقييمها بكثافة تدفق مغناطيسي ثابت تصل إلى 2 تيرا ، كما لم تظهر الدراسات على الفئران أي ضرر للجنين من التعرض للمجالات المغناطيسية ما يصل إلى 1 ت.

من الناحية النظرية ، يمكن للتأثيرات المغناطيسية أن تؤخر تدفق الدم في مجال مغناطيسي قوي وتؤدي إلى ارتفاع ضغط الدم. يمكن توقع انخفاض التدفق بنسبة قليلة في المائة على الأكثر عند 5 تسلا ، ولكن لم يلاحظ أي شيء في الأشخاص عند 1.5 تسلا ، عند التحقيق.

أفادت بعض الدراسات التي أجريت على العمال المشاركين في تصنيع المغناطيس الدائم بأعراض ذاتية مختلفة واضطرابات وظيفية: التهيج ، والتعب ، والصداع ، وفقدان الشهية ، وبطء القلب (ضربات القلب البطيئة) ، وعدم انتظام دقات القلب (ضربات القلب السريعة) ، وانخفاض ضغط الدم ، وتغيير مخطط كهربية الدماغ ، حكة وحرقان وخدر. ومع ذلك ، فإن عدم وجود أي تحليل إحصائي أو تقييم لتأثير المخاطر الفيزيائية أو الكيميائية في بيئة العمل يقلل بشكل كبير من صحة هذه التقارير ويجعل من الصعب تقييمها. على الرغم من أن الدراسات غير حاسمة ، إلا أنها تشير إلى أنه في حالة حدوث تأثيرات طويلة المدى في الواقع ، فإنها دقيقة للغاية ؛ لم يتم الإبلاغ عن أي آثار إجمالية تراكمية.

تم الإبلاغ عن الأفراد المعرضين لكثافة التدفق المغناطيسي 4T على أنهم يعانون من تأثيرات حسية مرتبطة بالحركة في المجال ، مثل الدوار (الدوخة) ، والشعور بالغثيان ، والطعم المعدني ، والأحاسيس المغناطيسية عند تحريك العينين أو الرأس. ومع ذلك ، فشل مسحان وبائيان لبيانات الصحة العامة لدى العمال المعرضين بشكل مزمن للمجالات المغناطيسية الثابتة في الكشف عن أي آثار صحية كبيرة. تم الحصول على بيانات صحية لـ 320 عاملاً في نباتات تستخدم خلايا إلكتروليتية كبيرة لعمليات الفصل الكيميائي حيث كان متوسط ​​مستوى الحقل الساكن في بيئة العمل 7.6 طن متري والحقل الأقصى 14.6 طن متري. تم الكشف عن تغييرات طفيفة في عدد خلايا الدم البيضاء ، ولكن لا تزال ضمن المعدل الطبيعي ، في المجموعة المعرضة مقارنة مع مجموعة الضوابط 186. لم يتم اعتبار أي من التغييرات العابرة الملحوظة في ضغط الدم أو قياسات الدم الأخرى مؤشراً على تأثير ضار كبير مرتبط بالتعرض للمجال المغناطيسي. في دراسة أخرى ، تم تقييم انتشار المرض بين 792 عاملاً تعرضوا مهنياً لمجالات مغناطيسية ثابتة. تألفت المجموعة الضابطة من 792 عاملاً غير مكشوفين متطابقين مع العمر والعرق والوضع الاجتماعي والاقتصادي. تراوح مدى التعرض للمجال المغناطيسي من 0.5 طن متري لفترات طويلة إلى 2 تسلا لفترات عدة ساعات. لم يلاحظ أي تغيير ذي دلالة إحصائية في انتشار 19 فئة من المرض في المجموعة المعرضة مقارنة مع مجموعة الشواهد. لم يتم العثور على اختلاف في انتشار المرض بين مجموعة فرعية من 198 ممن عانوا من التعرض 0.3 طن أو أعلى لفترات مدتها ساعة واحدة أو أكثر بالمقارنة مع بقية السكان المعرضين أو الضوابط المتطابقة.

أشار تقرير عن العاملين في صناعة الألمنيوم إلى ارتفاع معدل وفيات اللوكيميا. على الرغم من أن هذه الدراسة الوبائية أبلغت عن زيادة خطر الإصابة بالسرطان للأشخاص المشاركين بشكل مباشر في إنتاج الألمنيوم حيث يتعرض العمال لمجالات مغناطيسية ثابتة كبيرة ، لا يوجد في الوقت الحالي دليل واضح يشير بالضبط إلى العوامل المسببة للسرطان في بيئة العمل المسؤولة. تخلق العملية المستخدمة لتقليل الألمنيوم قطران الفحم ، والمواد المتطايرة ، وأبخرة الفلوريد ، وأكاسيد الكبريت ، وثاني أكسيد الكربون ، وقد يكون بعضها مرشحًا للتأثيرات المسببة للسرطان أكثر من التعرض للمجال المغناطيسي.

في دراسة أجريت على عمال الألمنيوم الفرنسيين ، وجد أن معدل الوفيات والوفيات الناجمة عن السرطان من جميع الأسباب لا تختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك التي لوحظت بالنسبة لعامة السكان الذكور في فرنسا (Mur et al. 1987).

نتيجة سلبية أخرى تربط التعرض للمجال المغناطيسي بنتائج السرطان المحتملة تأتي من دراسة مجموعة من العمال في مصنع كلورو قلوي حيث أدت التيارات 100 kA DC المستخدمة في الإنتاج الكهربائي للكلور إلى ظهور كثافات تدفق مغناطيسي ثابت ، في مواقع العمال ، والتي تتراوح بين من 4 إلى 29 طن متري. لم تظهر حالات الإصابة بالسرطان المرصودة مقابل المتوقعة بين هؤلاء العمال خلال فترة 25 عامًا أي فروق ذات دلالة إحصائية.

القياسات والوقاية ومعايير التعرض

خلال الثلاثين عامًا الماضية ، شهد قياس المجالات المغناطيسية تطورًا كبيرًا. أتاح التقدم في التقنيات إمكانية تطوير طرق قياس جديدة بالإضافة إلى تحسين الأساليب القديمة.

النوعان الأكثر شيوعًا من مجسات المجال المغناطيسي هما الملف المحمي ومسبار القاعة. تستخدم معظم عدادات المجال المغناطيسي المتاحة تجاريًا أحدها. في الآونة الأخيرة ، تم اقتراح أجهزة أشباه الموصلات الأخرى ، مثل الترانزستورات ثنائية القطب وترانزستورات FET ، كأجهزة استشعار للمجال المغناطيسي. إنها توفر بعض المزايا على تحقيقات Hall ، مثل الحساسية العالية ، والاستبانة المكانية الأكبر ، والاستجابة الترددية الأوسع.

يتمثل مبدأ تقنية قياس الرنين المغناطيسي النووي (NMR) في تحديد تردد الرنين لعينة الاختبار في المجال المغناطيسي المراد قياسه. إنه قياس مطلق يمكن إجراؤه بدقة كبيرة جدًا. يتراوح مدى القياس لهذه الطريقة من حوالي 10 طن متري إلى 10 تسنين ، مع عدم وجود حدود محددة. في القياسات الميدانية باستخدام طريقة الرنين المغناطيسي للبروتون ، بدقة 10-4 يمكن الحصول عليها بسهولة بجهاز بسيط ودقة 10-6 يمكن الوصول إليها باحتياطات واسعة ومعدات مصقولة. يتمثل العيب المتأصل في طريقة الرنين المغناطيسي النووي في قصره على مجال ذي تدرج منخفض ونقص المعلومات حول اتجاه المجال.

في الآونة الأخيرة ، تم أيضًا تطوير العديد من مقاييس الجرعات الشخصية المناسبة لرصد التعرض للمجالات المغناطيسية الثابتة.

يمكن تصنيف التدابير الوقائية للاستخدام الصناعي والعلمي للمجالات المغناطيسية على أنها تدابير التصميم الهندسي ، واستخدام مسافة الفصل ، والضوابط الإدارية. لا توجد فئة عامة أخرى من تدابير التحكم في المخاطر ، والتي تشمل معدات الحماية الشخصية (مثل الملابس الخاصة وأقنعة الوجه) ، للمجالات المغناطيسية. ومع ذلك ، فإن التدابير الوقائية ضد المخاطر المحتملة من التداخل المغناطيسي مع معدات الطوارئ أو المعدات الإلكترونية الطبية ولغرسات الأسنان والجراحة هي مجال اهتمام خاص. تتطلب القوى الميكانيكية المنقولة إلى الغرسات المغناطيسية (الحديد) والأجسام السائبة في منشآت الحقول العالية اتخاذ الاحتياطات للحماية من مخاطر الصحة والسلامة.

تنقسم تقنيات تقليل التعرض غير المبرر للمجالات المغناطيسية عالية الكثافة حول المنشآت البحثية والصناعية الكبيرة عمومًا إلى أربعة أنواع:

    1. المسافة والوقت
    2. التدريع المغناطيسي
    3. التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) والتوافق
    4. الإجراءات الإدارية.

           

          كان استخدام علامات التحذير ومناطق الوصول الخاصة للحد من تعرض الأفراد بالقرب من منشآت المغناطيس الكبيرة الاستخدام الأكبر للتحكم في التعرض. تُفضل الضوابط الإدارية مثل هذه بشكل عام على الحماية المغناطيسية ، والتي قد تكون باهظة الثمن. يمكن تحويل الأجسام المغناطيسية الحديدية والمغناطيسية السائبة (أي مواد ممغنطة) إلى صواريخ خطيرة عند تعرضها لتدرجات مجال مغناطيسي مكثفة. لا يمكن تجنب هذا الخطر إلا عن طريق إزالة الأجسام المعدنية السائبة من المنطقة ومن الأفراد. يجب حظر عناصر مثل المقص ومبارد الأظافر والمفكات والمشارط من المنطقة المجاورة مباشرة.

          تم تطوير أقدم إرشادات المجال المغناطيسي الثابت كتوصية غير رسمية في الاتحاد السوفيتي السابق. شكلت التحقيقات السريرية أساس هذه المواصفة القياسية ، والتي اقترحت أن شدة المجال المغناطيسي الثابت في مكان العمل يجب ألا تتجاوز 8 كيلو أمبير / م (10 طن متري).

          أصدر المؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين TLVs لكثافة التدفق المغناطيسي الثابت التي يمكن أن يتعرض لها معظم العمال بشكل متكرر ، يومًا بعد يوم ، دون آثار صحية ضارة. بالنسبة للمجالات الكهربائية ، يجب استخدام هذه القيم كدليل في التحكم في التعرض للمجالات المغناطيسية الساكنة ، ولكن لا ينبغي اعتبارها خطًا حادًا بين المستويات الآمنة والخطيرة. وفقًا لـ ACGIH ، يجب ألا يتجاوز التعرض المهني الروتيني 60 طن متري في المتوسط ​​على الجسم كله أو 600 طن متري للأطراف على أساس يومي مرجح بالوقت. يوصى باستخدام كثافة تدفق تبلغ 2 تيرابايت كقيمة سقف. قد توجد مخاطر على السلامة من القوى الميكانيكية التي يمارسها المجال المغناطيسي على الأدوات المغناطيسية المغناطيسية والغرسات الطبية.

          في عام 1994 ، قامت اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع غير المؤين (ICNIRP 1994) بوضع اللمسات الأخيرة ونشر المبادئ التوجيهية بشأن حدود التعرض للمجالات المغناطيسية الثابتة. في هذه الإرشادات ، يتم التمييز بين حدود التعرض للعمال وعامة الناس. يتم تلخيص الحدود التي أوصت بها اللجنة الدولية المعنية بالحماية من الإشعاع غير المؤين (ICNIRP) للتعرضات المهنية والعامة للمجالات المغناطيسية الساكنة في الجدول 3. عندما تتجاوز كثافة التدفق المغناطيسي 3 طن متري ، يجب اتخاذ الاحتياطات اللازمة لمنع المخاطر من الأجسام المعدنية المتطايرة. قد تتأثر الساعات التناظرية وبطاقات الائتمان والأشرطة الممغنطة وأقراص الكمبيوتر سلبًا بالتعرض ل 1 طن متري ، ولكن لا يُنظر إلى هذا على أنه مصدر قلق لسلامة الأشخاص.

          الجدول 3 - حدود التعرض للمجالات المغناطيسية الساكنة التي أوصت بها اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع غير المؤين (ICNIRP)

          خصائص التعرض

          كثافة التدفق المغناطيسي

          مهني

          يوم عمل كامل (متوسط ​​الوقت المرجح)

          200 طن متري

          قيمة السقف

          2 T

          أطرافه

          5 T

          عامة الناس

          التعرض المستمر

          40 طن متري

           

          يمكن السماح بالوصول العرضي للجمهور إلى المرافق الخاصة حيث تتجاوز كثافة التدفق المغناطيسي 40 طن متري في ظل ظروف يتم التحكم فيها بشكل مناسب ، بشرط عدم تجاوز حد التعرض المهني المناسب.

          تم تعيين حدود تعرض ICNIRP لمجال متجانس. بالنسبة للحقول غير المتجانسة (الاختلافات داخل المجال) ، يجب قياس متوسط ​​كثافة التدفق المغناطيسي على مساحة 100 سم2.

          وفقًا لوثيقة NRPB الأخيرة ، فإن تقييد التعرض الحاد لأقل من 2 تيرابايت سيؤدي إلى تجنب الاستجابات الحادة مثل الدوار أو الغثيان والآثار الصحية الضارة الناتجة عن عدم انتظام ضربات القلب (ضربات القلب غير المنتظمة) أو ضعف الوظيفة العقلية. على الرغم من النقص النسبي في الأدلة المستمدة من الدراسات التي أجريت على المجموعات السكانية المعرضة فيما يتعلق بالآثار المحتملة طويلة المدى للحقول العالية ، يرى المجلس أنه من المستحسن تقييد التعرض طويل المدى والمرجح زمنياً خلال 24 ساعة إلى أقل من 200 طن متري (عُشر) من تلك التي تهدف إلى منع الاستجابات الحادة). هذه المستويات مشابهة تمامًا لتلك التي أوصت بها اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع غير المؤين (ICNIRP) ؛ ACGIH TLVs أقل قليلاً.

          قد لا تتم حماية الأشخاص الذين لديهم أجهزة تنظيم ضربات القلب وغيرها من الأجهزة المزروعة التي يتم تنشيطها كهربائيًا أو المزروعات المغناطيسية بشكل كافٍ بالحدود الواردة هنا. من غير المحتمل أن تتأثر غالبية أجهزة تنظيم ضربات القلب من التعرض لحقول أقل من 0.5 طن متري. قد يتأثر الأشخاص الذين لديهم بعض الغرسات المغناطيسية أو الأجهزة التي يتم تنشيطها كهربائيًا (بخلاف أجهزة تنظيم ضربات القلب) بالمجالات التي يزيد ارتفاعها عن بضعة طن متري.

          توجد مجموعات أخرى من الإرشادات التي توصي بحدود التعرض المهني: يتم فرض ثلاثة منها في مختبرات فيزياء الطاقة العالية (مركز ستانفورد الخطي المعجل ومختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا ، ومختبر تسريع سيرن في جنيف) ، ومبدأ توجيهي مؤقت في وزارة الولايات المتحدة من الطاقة (DOE).

          في ألمانيا ، وفقًا لمعيار DIN ، يجب ألا يتجاوز التعرض المهني شدة مجال مغناطيسي ثابت تبلغ 60 كيلو أمبير / م (حوالي 75 طن متري). عند تعرض الأطراف فقط ، يتم تعيين هذا الحد عند 600 كيلو أمبير / م ؛ يُسمح بحدود شدة المجال حتى 150 كيلو أمبير / م للتعرضات القصيرة للجسم بالكامل (حتى 5 دقائق في الساعة).

           

          الرجوع

          "إخلاء المسؤولية: لا تتحمل منظمة العمل الدولية المسؤولية عن المحتوى المعروض على بوابة الويب هذه والذي يتم تقديمه بأي لغة أخرى غير الإنجليزية ، وهي اللغة المستخدمة للإنتاج الأولي ومراجعة الأقران للمحتوى الأصلي. لم يتم تحديث بعض الإحصائيات منذ ذلك الحين. إنتاج الطبعة الرابعة من الموسوعة (4). "

          المحتويات