36. زيادة الضغط الجوي
محرر الفصل: TJR فرانسيس
جدول المحتويات
العمل تحت الضغط الجوي المتزايد
إريك كيندوال
ديس ف جورمان
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. تعليمات لعمال الهواء المضغوط
2. مرض تخفيف الضغط: تصنيف منقح
37. انخفاض الضغط الجوي
محرر الفصل: والتر دومر
التهوية التأقلم على ارتفاعات عالية
جون تي ريفز وجون ف. ويل
التأثيرات الفسيولوجية للضغط الجوي المنخفض
كينيث آي بيرجر وويليام إن روم
الاعتبارات الصحية لإدارة العمل على ارتفاعات عالية
جون ب
الوقاية من المخاطر المهنية في الارتفاعات العالية
والتر دومر
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
38. المخاطر البيولوجية
محرر الفصل: زهير ابراهيم فخري
المخاطر البيولوجية في مكان العمل
زهير ابراهيم فخري
الحيوانات المائية
د.زانيني
الحيوانات السامة الأرضية
جيه إيه ريو وب. جومينر
المظاهر السريرية لدغات الأفعى
ديفيد إيه واريل
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. الأماكن المهنية مع العوامل البيولوجية
2. الفيروسات والبكتيريا والفطريات والنباتات في مكان العمل
3. الحيوانات كمصدر للمخاطر المهنية
39. الكوارث الطبيعية والتكنولوجية
محرر الفصل: بيير البرتو بيرتازي
الكوارث والحوادث الكبرى
بيير البرتو بيرتازي
اتفاقية منظمة العمل الدولية بشأن منع الحوادث الصناعية الكبرى ، 1993 (رقم 174)
التأهب للكوارث
بيتر جيه باكستر
أنشطة ما بعد الكارثة
بينيديتو تيراسيني وأورسولا أكرمان ليبريتش
المشكلات المتعلقة بالطقس
جان فرينش
الانهيارات الثلجية: المخاطر وإجراءات الحماية
غوستاف بوينستينجل
نقل المواد الخطرة: الكيميائية والمشعة
دونالد إم كامبل
حوادث الاشعاع
بيير فيرجير ودينيس وينتر
تدابير الصحة والسلامة المهنية في المناطق الزراعية الملوثة بالنويدات المشعة: تجربة تشيرنوبيل
يوري كوندييف وليونارد دوبروفولسكي والسادس تشيرنيوك
دراسة حالة: حريق مصنع ألعاب قادر
كيسي كافانو جرانت
آثار الكوارث: دروس من منظور طبي
خوسيه لويس زيبالوس
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. تعريفات أنواع الكوارث
2. متوسط 25 عامًا # ضحايا حسب النوع والمنطقة-الزناد الطبيعي
3. متوسط 25 عامًا من الضحايا حسب النوع والمنطقة - الزناد غير الطبيعي
4. متوسط عدد الضحايا في 25 عامًا حسب النوع الطبيعي (1969-1993)
5. متوسط 25 عامًا عدد الضحايا حسب النوع غير الطبيعي (1969-1993)
6. الزناد الطبيعي من 1969 إلى 1993: الأحداث التي تزيد عن 25 عامًا
7. الزناد غير الطبيعي من 1969 إلى 1993: الأحداث التي تزيد عن 25 عامًا
8. الزناد الطبيعي: الرقم حسب المنطقة العالمية والنوع في 1994
9. الزناد غير الطبيعي: الرقم حسب المنطقة والنوع العالمي في 1994
10 أمثلة على التفجيرات الصناعية
11 أمثلة على الحرائق الكبرى
12 أمثلة على الإطلاقات السامة الرئيسية
13 دور إدارة منشآت المخاطر الكبرى في السيطرة على المخاطر
14 طرق العمل لتقييم المخاطر
15 معايير توجيهات المفوضية الأوروبية لمنشآت المخاطر الكبرى
16 تستخدم المواد الكيميائية ذات الأولوية في تحديد منشآت المخاطر الرئيسية
17 المخاطر المهنية المتعلقة بالطقس
18 النويدات المشعة النموذجية ، بنصف عمرها المشع
19 مقارنة الحوادث النووية المختلفة
20 التلوث في أوكرانيا وبيلاروسيا وروسيا بعد تشيرنوبيل
21 تلوث السترونتيوم 90 بعد حادث كيشتيم (الأورال 1957)
22 المصادر المشعة التي شارك فيها عامة الناس
23 الحوادث الرئيسية التي تنطوي على مشعات صناعية
24 سجل حوادث إشعاع أوك ريدج (الولايات المتحدة) (في جميع أنحاء العالم ، 1944-88)
25 نمط التعرض المهني للإشعاع المؤين في جميع أنحاء العالم
26 التأثيرات الحتمية: عتبات الأعضاء المختارة
27 المرضى الذين يعانون من متلازمة التشعيع الحاد (AIS) بعد تشيرنوبيل
28 دراسات السرطان الوبائية لجرعات عالية من الإشعاع الخارجي
29 سرطانات الغدة الدرقية لدى الأطفال في بيلاروسيا وأوكرانيا وروسيا ، 1981-94
30 النطاق الدولي للحوادث النووية
31 تدابير الحماية العامة لعامة السكان
32 معايير مناطق التلوث
33 الكوارث الكبرى في أمريكا اللاتينية والبحر الكاريبي ، 1970-93
34 الخسائر الناجمة عن ستة كوارث طبيعية
35 المستشفيات وأسرة المستشفيات تضررت / دمرت من جراء 3 كوارث كبرى
36 ضحايا في مستشفيين انهار بسبب زلزال عام 2 في المكسيك
37 فقدت أسرة المستشفيات نتيجة زلزال تشيلي عام 1985
38 عوامل الخطر للضرر الذي لحق بالبنية التحتية للمستشفى بسبب الزلزال
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
40. الكهرباء
محرر الفصل: دومينيك فوليو
الكهرباء - التأثيرات الفسيولوجية
دومينيك فوليو
كهرباء ساكنة
كلود مينجوي
الوقاية والمعايير
رينزو كوميني
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. تقديرات معدل الصعق بالكهرباء - 1988
2. العلاقات الأساسية في الكهرباء الساكنة - مجموعة المعادلات
3. التقارب الإلكتروني للبوليمرات المختارة
4. حدود القابلية المنخفضة النموذجية للاشتعال
5. رسوم محددة مرتبطة بعمليات صناعية مختارة
6. أمثلة على المعدات الحساسة لتفريغ الكهرباء الساكنة
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
41. نار
محرر الفصل: كيسي سي جرانت
المفاهيم الأساسية
دوجال دريسديل
مصادر مخاطر الحريق
تاماس بانكي
إجراءات الوقاية من الحرائق
بيتر ف. جونسون
تدابير الحماية من الحرائق السلبية
ينجفي أندربيرج
إجراءات الحماية النشطة من الحرائق
غاري تايلور
تنظيم الحماية من الحرائق
س.ديري
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. حدود القابلية للاشتعال المنخفضة والعليا في الهواء
2. نقاط الاشتعال ونقاط الاحتراق للوقود السائل والصلب
3. مصادر الاشتعال
4. مقارنة تركيزات الغازات المختلفة المطلوبة للتخميد
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
42. الحرارة والبرودة
محرر الفصل: جان جاك فوغت
الاستجابات الفسيولوجية للبيئة الحرارية
دبليو لاري كيني
آثار الإجهاد الحراري والعمل في الحرارة
بوديل نيلسن
اضطرابات الحرارة
توكو أوغاوا
الوقاية من الإجهاد الحراري
سارة أ. نونيلي
الأساس المادي للعمل في الحرارة
جاك مالشاير
تقييم مؤشرات الإجهاد الحراري والإجهاد الحراري
كينيث سي بارسونز
دراسة حالة: مؤشرات الحرارة: الصيغ والتعريفات
التبادل الحراري من خلال الملابس
ووتر أ. لوتنس
البيئات الباردة والعمل البارد
إنغفار هولمير وبير أولا غرانبرغ وغوران دالستروم
منع الإجهاد البارد في الظروف الخارجية القاسية
جاك بيتل وجوستاف سافوري
المؤشرات والمعايير الباردة
إنجفار هولمير
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. تركيز الالكتروليت في بلازما الدم والعرق
2. مؤشر الإجهاد الحراري وأوقات التعرض المسموح بها: الحسابات
3. تفسير قيم مؤشر الإجهاد الحراري
4. القيم المرجعية لمعايير الإجهاد والانفعال الحراري
5. نموذج باستخدام معدل ضربات القلب لتقييم الإجهاد الحراري
6. القيم المرجعية لـ WBGT
7. ممارسات العمل للبيئات الحارة
8. حساب مؤشر SWreq وطريقة التقييم: المعادلات
9. وصف المصطلحات المستخدمة في ISO 7933 (1989b)
10 قيم WBGT لأربع مراحل عمل
11 البيانات الأساسية للتقييم التحليلي باستخدام ISO 7933
12 التقييم التحليلي باستخدام ISO 7933
13 درجات حرارة الهواء لمختلف البيئات المهنية الباردة
14 مدة الإجهاد البارد غير المعوض وردود الفعل المصاحبة
15 إشارة إلى الآثار المتوقعة للتعرض للبرد الخفيف والشديد
16 درجة حرارة أنسجة الجسم والأداء البدني للإنسان
17 استجابات الإنسان للتبريد: ردود الفعل الإرشادية لانخفاض درجة حرارة الجسم
18 التوصيات الصحية للأفراد المعرضين للإجهاد البارد
19 برامج تكييف للعاملين المعرضين للبرد
20 الوقاية والتخفيف من الإجهاد البارد: الاستراتيجيات
21 الاستراتيجيات والتدابير المتعلقة بعوامل ومعدات محددة
22 آليات التكيف العامة مع البرودة
23 عدد الأيام التي تكون فيها درجة حرارة الماء أقل من 15 درجة مئوية
24 درجات حرارة الهواء لمختلف البيئات المهنية الباردة
25 التصنيف التخطيطي للعمل البارد
26 تصنيف مستويات الأيض
27 أمثلة على قيم العزل الأساسية للملابس
28 تصنيف المقاومة الحرارية لتبريد الملابس اليدوية
29 تصنيف مقاومة التلامس الحرارية للملابس اليدوية
30 مؤشر برودة الرياح ودرجة الحرارة ووقت التجمد من اللحم المكشوف
31 قوة تبريد الرياح على اللحم المكشوف
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
43. ساعات العمل
محرر الفصل: بيتر كناوث
ساعات العمل
بيتر كناوث
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. فترات زمنية من بداية الوردية حتى ثلاثة أمراض
2. نوبات العمل وحدوث اضطرابات القلب والأوعية الدموية
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
44. جودة الهواء الداخلي
محرر الفصل: كزافييه جواردينو سولا
جودة الهواء الداخلي: مقدمة
كزافييه جواردينو سولا
طبيعة ومصادر الملوثات الكيميائية الداخلية
ديريك كرامب
غاز الرادون
ماريا خوسيه بيرينغير
دخان التبغ
ديتريش هوفمان وإرنست إل وايندر
لوائح التدخين
كزافييه جواردينو سولا
قياس وتقدير الملوثات الكيميائية
M. جراسيا روسيل فاراس
التلوث البيولوجي
بريان فلانيجان
اللوائح والتوصيات والمبادئ التوجيهية والمعايير
ماريا خوسيه بيرينغير
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. تصنيف الملوثات العضوية الداخلية
2. انبعاث الفورمالديهايد من مجموعة متنوعة من المواد
3. Ttl. تركيبات عضوية متطايرة ، أغطية الجدران / الأرضيات
4. دعامات المستهلك ومصادر أخرى للمركبات العضوية المتطايرة
5. الأنواع الرئيسية والتركيزات في المناطق الحضرية في المملكة المتحدة
6. القياسات الحقلية لأكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون
7. العوامل السامة والأورام في دخان التيار الجانبي للسجائر
8. العوامل السامة والأورام السرطانية الناتجة عن دخان التبغ
9. الكوتينين البولي لدى غير المدخنين
10 منهجية أخذ العينات
11 طرق الكشف عن الغازات في الهواء الداخلي
12 الطرق المستخدمة لتحليل الملوثات الكيميائية
13 حدود الكشف المنخفضة عن بعض الغازات
14 أنواع الفطريات التي يمكن أن تسبب التهاب الأنف و / أو الربو
15 الكائنات الدقيقة والتهاب الأسناخ التحسسي الخارجي
16 الكائنات الدقيقة في الهواء والغبار الداخلي غير الصناعي
17 معايير جودة الهواء التي وضعتها وكالة حماية البيئة الأمريكية
18 الدلائل الإرشادية لمنظمة الصحة العالمية بشأن الإزعاج غير السرطاني وغير الروائح
19 القيم التوجيهية لمنظمة الصحة العالمية على أساس الآثار الحسية أو الانزعاج
20 القيم المرجعية للرادون من ثلاث منظمات
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
45. مراقبة البيئة الداخلية
محرر الفصل: خوان جواش فاراس
التحكم في البيئات الداخلية: مبادئ عامة
A. هيرنانديز كاليجا
الهواء الداخلي: طرق التحكم والتنظيف
E. Adán Liébana و A. Hernández Calleja
أهداف ومبادئ التهوية العامة والتخفيفية
إميليو كاستيجون
معايير التهوية للمباني غير الصناعية
A. هيرنانديز كاليجا
أنظمة التدفئة والتكييف
راموس بيريز وج. جواش فاراس
الهواء الداخلي: التأين
أدان ليبانا وج. جواش فاراس
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. أكثر الملوثات الداخلية شيوعًا ومصادرها
2. المتطلبات الأساسية - نظام التهوية المخفف
3. تدابير المكافحة وتأثيراتها
4. التعديلات على بيئة العمل والتأثيرات
5. فعالية المرشحات (معيار ASHRAE 52-76)
6. الكواشف المستخدمة كمواد ماصة للملوثات
7. مستويات جودة الهواء الداخلي
8. التلوث الناجم عن شاغلي المبنى
9. درجة إشغال المباني المختلفة
10 التلوث الناجم عن المبنى
11 مستويات جودة الهواء الخارجي
12 المعايير المقترحة للعوامل البيئية
13 درجات حرارة الراحة الحرارية (على أساس Fanger)
14 خصائص الأيونات
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
46. إضاءة
محرر الفصل: خوان جواش فاراس
أنواع المصابيح والإنارة
ريتشارد فورستر
الشروط المطلوبة للبصرية
فرناندو راموس بيريز وآنا هيرنانديز كاليجا
شروط الإضاءة العامة
ن. آلان سميث
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. تحسين الخرج والقوة الكهربائية لحوالي 1,500 ملم من مصابيح الفلورسنت الأنبوبية
2. كفاءة المصباح النموذجية
3. نظام ترميز المصباح الدولي (ILCOS) لبعض أنواع المصابيح
4. الألوان والأشكال الشائعة للمصابيح المتوهجة ورموز ILCOS
5. أنواع مصابيح الصوديوم عالية الضغط
6. تناقضات اللون
7. عوامل الانعكاس بألوان وخامات مختلفة
8. المستويات الموصى بها للإضاءة المستمرة للمواقع / المهام
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
47. ضجيج
محرر الفصل: أليس هـ.سوتر
طبيعة وتأثيرات الضوضاء
أليس هـ.سوتر
قياس الضوضاء وتقييم التعرض
إدوارد آي دينيسوف والألماني أ. سوفوروف
التحكم في الضوضاء الهندسية
دينيس ب دريسكول
برامج حفظ السمع
رويستر وجوليا دوزويل رويستر
المعايير واللوائح
أليس هـ.سوتر
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. حدود التعرض المسموح بها (PEL) للتعرض للضوضاء ، حسب الدولة
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
48. الإشعاع: مؤين
محرر الفصل: روبرت إن. شيري جونيور
المُقدّمة
روبرت إن شيري جونيور
علم الأحياء الإشعاعي والتأثيرات البيولوجية
آرثر سي أبتون
مصادر الاشعاع المؤين
روبرت إن شيري جونيور
تصميم مكان العمل للسلامة الإشعاعية
جوردون م
السلامة من الإشعاع
روبرت إن شيري جونيور
التخطيط وإدارة الحوادث الإشعاعية
سيدني دبليو بورتر الابن
49. إشعاع غير مؤين
محرر الفصل: بينغت كناف
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
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
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
50. الاهتزاز
محرر الفصل: مايكل جريفين
اهتزاز
مايكل جريفين
اهتزاز كامل الجسم
هيلموت سيدل ومايكل ج. جريفين
الاهتزازات المنقولة باليد
ماسيمو بوفينزي
دوار الحركة
آلان جيه بنسون
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. الأنشطة التي لها تأثيرات سلبية على اهتزاز الجسم بالكامل
2. تدابير وقائية من اهتزاز الجسم كله
3. التعرض للاهتزازات المنقولة باليد
4. مراحل ، مقياس ورشة ستوكهولم ، متلازمة اهتزاز اليد والذراع
5. ظاهرة رينود ومتلازمة اهتزاز اليد والذراع
6. قيم حد العتبة للاهتزاز المنقول باليد
7. توجيهات مجلس الاتحاد الأوروبي: الاهتزازات المنقولة يدويًا (1994)
8. مقادير الاهتزاز لتبييض الأصابع
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
51. عنف
محرر الفصل: ليون جيه وارشو
العنف في مكان العمل
ليون جيه وارشو
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. أعلى معدلات القتل المهني ، أماكن العمل في الولايات المتحدة ، 1980-1989
2. أعلى معدلات القتل المهني للمهن الأمريكية 1980-1989
3. عوامل الخطر لجرائم القتل في مكان العمل
4. أدلة لبرامج منع العنف في مكان العمل
52. وحدات العرض المرئي
محرر الفصل: ديان برتليت
نبذة
ديان برتليت
خصائص محطات عمل العرض المرئي
أحمد شقير
مشاكل بصرية وبصرية
بول ري وجان جاك ماير
مخاطر الإنجاب - بيانات تجريبية
أولف بيرجكفيست
الآثار الإنجابية - الأدلة البشرية
كلير إنفانت ريفارد
دراسة حالة: ملخص لدراسات النتائج الإنجابية
الاضطرابات العضلية الهيكلية
غابرييل بامر
مشاكل بشرة
ماتس بيرج وستور ليدن
الجوانب النفسية الاجتماعية لعمل VDU
مايكل ج. سميث وباسكال كارايون
الجوانب المريحة للتفاعل بين الإنسان والحاسوب
جان مارك روبرت
معايير بيئة العمل
توم اف ام ستيوارت
انقر فوق ارتباط أدناه لعرض الجدول في سياق المقالة.
1. توزيع الحاسبات في مختلف المناطق
2. تواتر وأهمية عناصر المعدات
3. انتشار أعراض العين
4. دراسات حول المسخ مع الجرذان أو الفئران
5. دراسات حول المسخ مع الجرذان أو الفئران
6. استخدام VDU كعامل في نتائج الحمل السلبية
7. تحليلات الدراسة تسبب مشاكل في العضلات والعظام
8. العوامل التي يعتقد أنها تسبب مشاكل في الجهاز العضلي الهيكلي
أشر إلى صورة مصغرة لرؤية التعليق التوضيحي ، انقر لرؤية الشكل في سياق المقالة.
توضح هذه المقالة جوانب برامج الأمان الإشعاعي. الهدف من السلامة الإشعاعية هو إزالة أو تقليل الآثار الضارة للإشعاع المؤين والمواد المشعة على العمال والجمهور والبيئة مع السماح باستخداماتها المفيدة.
لن تضطر معظم برامج الأمان الإشعاعي إلى تنفيذ كل عنصر من العناصر الموضحة أدناه. يعتمد تصميم برنامج الأمان الإشعاعي على أنواع مصادر الإشعاع المؤين وكيفية استخدامها.
مبادئ السلامة من الإشعاع
اقترحت اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع (ICRP) أن المبادئ التالية يجب أن توجه استخدام الإشعاع المؤين وتطبيق معايير الأمان من الإشعاع:
معايير السلامة من الإشعاع
توجد معايير لتعرض العمال وعامة الناس للإشعاع وللحدود السنوية على المدخول (ALI) من النويدات المشعة. يمكن اشتقاق معايير تركيزات النويدات المشعة في الهواء والماء من ALIs.
وقد نشر برنامج ICRP جداول شاملة لـ ALIs وتركيزات الهواء والماء المشتقة. يوجد ملخص لحدود الجرعات الموصى بها في الجدول 1.
الجدول 1. حدود الجرعات الموصى بها من قبل اللجنة الدولية للوقاية من الإشعاع1
تطبيق |
حد الجرعة |
|
مهني |
عام |
|
جرعة فعالة |
متوسط 20 ملي سيفرت في السنة |
1 ملي سيفرت في السنة3 |
الجرعة المكافئة السنوية في: |
||
عدسة العين |
150 مللي سيفرت |
15 مللي سيفرت |
بيج4 |
500 مللي سيفرت |
50 مللي سيفرت |
الأيادي و الأرجل |
500 مللي سيفرت |
- |
1 تنطبق الحدود على مجموع الجرعات ذات الصلة من التعرض الخارجي في الفترة المحددة والجرعة الملتزم بها البالغة 50 عامًا (حتى سن 70 عامًا للأطفال) من جرعات في نفس الفترة.
2 مع النص الإضافي على ألا تتجاوز الجرعة الفعالة 50 ملي سيفرت في أي سنة واحدة. تنطبق قيود إضافية على التعرض المهني للحوامل.
3 في ظروف خاصة ، يمكن السماح بقيمة أعلى للجرعة الفعالة في سنة واحدة ، بشرط ألا يتجاوز المتوسط فوق 5 سنوات 1 ملي سيفرت في السنة.
4 يوفر الحد من الجرعة الفعالة حماية كافية للبشرة من التأثيرات العشوائية. هناك حاجة إلى حد إضافي للتعرضات الموضعية من أجل منع التأثيرات الحتمية.
قياس الجرعات
يستخدم قياس الجرعات للإشارة إلى معادلات الجرعة التي يتلقاها العمال خارجي المجالات الإشعاعية التي قد يتعرضون لها. تتميز مقاييس الجرعات بنوع الجهاز ونوع الإشعاع الذي تقيسه وجزء الجسم الذي يجب الإشارة إلى الجرعة الممتصة من أجله.
يتم استخدام ثلاثة أنواع رئيسية من مقاييس الجرعات بشكل شائع. وهي مقاييس جرعات متوهجة بالحرارة ومقاييس جرعات غشاء وغرف تأين. تشتمل الأنواع الأخرى من مقاييس الجرعات (التي لم تتم مناقشتها هنا) على رقائق الانشطار وأجهزة حفر المسار ومقاييس جرعات "الفقاعة" البلاستيكية.
تعد مقاييس الجرعات المتوهجة بالحرارة أكثر أنواع أجهزة قياس جرعات الأفراد شيوعًا. إنهم يستفيدون من المبدأ القائل بأنه عندما تمتص بعض المواد الطاقة من الإشعاع المؤين ، فإنها تخزنها بحيث يمكن استعادتها لاحقًا في شكل ضوء عند تسخين المواد. إلى درجة عالية ، تتناسب كمية الضوء المنبعثة بشكل مباشر مع الطاقة الممتصة من الإشعاع المؤين وبالتالي مع الجرعة الممتصة من المادة المستلمة. هذا التناسب صالح على مدى واسع جدًا من طاقة الإشعاع المؤين ومعدلات الجرعات الممتصة.
تعد المعدات الخاصة ضرورية لمعالجة مقاييس الجرعات المتوهجة بالحرارة بدقة. تؤدي قراءة مقياس الجرعات المتوهج بالحرارة إلى تدمير معلومات الجرعة الموجودة فيه. ومع ذلك ، بعد المعالجة المناسبة ، يمكن إعادة استخدام مقاييس الجرعات المتوهجة بالحرارة.
يجب أن تكون المادة المستخدمة في مقاييس الجرعات المتوهجة بالحرارة شفافة بالنسبة للضوء الذي تنبعث منه. المواد الأكثر شيوعًا المستخدمة في مقاييس جرعات اللمعان الحراري هي فلوريد الليثيوم (LiF) وفلوريد الكالسيوم (CaF).2). قد تكون المواد مخدرة بمواد أخرى أو مصنوعة من تركيبة نظيرية محددة لأغراض متخصصة مثل قياس الجرعات النيوترونية.
تحتوي العديد من مقاييس الجرعات على عدة شرائح مضيئة بالحرارة أمامها مرشحات مختلفة للسماح بالتمييز بين الطاقات وأنواع الإشعاع.
كان الفيلم هو المادة الأكثر شيوعًا لقياس جرعات الأفراد قبل أن يصبح قياس الجرعات المتوهج بالحرارة شائعًا. تعتمد درجة سواد الفيلم على الطاقة الممتصة من الإشعاع المؤين ، لكن العلاقة ليست خطية. اعتماد استجابة الفيلم على إجمالي الجرعة الممتصة ومعدل الجرعة الممتصة والطاقة الإشعاعية أكبر من تلك الخاصة بمقاييس الجرعات المتوهجة بالحرارة ويمكن أن يحد من مدى قابلية تطبيق الفيلم. ومع ذلك ، يتمتع الفيلم بميزة توفير سجل دائم للجرعة الممتصة التي تعرض لها.
يمكن استخدام تركيبات الأفلام المختلفة وترتيبات المرشح لأغراض خاصة ، مثل قياس الجرعات النيوترونية. كما هو الحال مع مقاييس الجرعات المتوهجة بالحرارة ، هناك حاجة إلى معدات خاصة للتحليل المناسب.
يكون الفيلم عمومًا أكثر حساسية للرطوبة المحيطة ودرجة الحرارة من المواد المتوهجة بالحرارة ، ويمكن أن يعطي قراءات عالية خاطئة في ظل الظروف المعاكسة. من ناحية أخرى ، قد تتأثر معادلات الجرعة المشار إليها بواسطة مقاييس الجرعات المتوهجة بالحرارة بصدمة إسقاطها على سطح صلب.
فقط أكبر المنظمات تدير خدمات قياس الجرعات الخاصة بها. يحصل معظمهم على مثل هذه الخدمات من الشركات المتخصصة في تقديمها. من المهم أن يتم ترخيص هذه الشركات أو اعتمادها من قبل السلطات المستقلة المناسبة لضمان نتائج دقيقة لقياس الجرعات.
القراءة الذاتية ، غرف التأين الصغيرة ، وتسمى أيضًا غرف الجيب، للحصول على معلومات فورية عن قياس الجرعات. غالبًا ما يكون استخدامها مطلوبًا عندما يتعين على الأفراد دخول مناطق إشعاع عالية أو عالية جدًا ، حيث يمكن للأفراد تلقي جرعة كبيرة ممتصة في فترة زمنية قصيرة. غالبًا ما تتم معايرة غرف الجيب محليًا ، وهي حساسة جدًا للصدمات. وبالتالي ، يجب دائمًا استكمالها بمقاييس جرعات متوهجة حرارية أو غشاء ، والتي تكون أكثر دقة ويمكن الاعتماد عليها ولكنها لا تقدم نتائج فورية.
مطلوب قياس الجرعات للعامل عندما يكون لديه احتمال معقول لتراكم نسبة مئوية معينة ، عادة 5 أو 10٪ ، من الحد الأقصى للجرعة المعادلة المسموح بها لكامل الجسم أو أجزاء معينة من الجسم.
يجب ارتداء مقياس جرعات لكامل الجسم في مكان ما بين الكتفين والخصر ، في النقطة التي يتوقع فيها التعرض لأعلى درجة. عندما تستدعي ظروف التعرض ، يمكن ارتداء مقاييس جرعات أخرى على الأصابع أو الرسغين أو البطن أو على رباط أو قبعة على الجبهة أو على طوق لتقييم التعرض الموضعي للأطراف أو الجنين أو الجنين أو الغدة الدرقية أو عدسات العيون. راجع الإرشادات التنظيمية المناسبة حول ما إذا كان يجب ارتداء مقاييس الجرعات داخل أو خارج الملابس الواقية مثل مآزر الرصاص والقفازات والياقات.
تشير مقاييس جرعات الموظفين فقط إلى الإشعاع الذي تتعرض له مقياس الجرعات تعرض. يعد تعيين جرعة مقياس الجرعات المكافئة للشخص أو أعضاء الشخص مقبولًا للجرعات الصغيرة والتافهة ، ولكن يجب تحليل الجرعات الكبيرة من مقياس الجرعات ، خاصة تلك التي تتجاوز بكثير المعايير التنظيمية ، بعناية فيما يتعلق بوضع مقياس الجرعات ومجالات الإشعاع الفعلية التي تعرض العامل عند تقدير الجرعة عامل تلقى بالفعل. يجب الحصول على إفادة من العامل كجزء من التحقيق وتضمينها في السجل. ومع ذلك ، في كثير من الأحيان ، تكون الجرعات الكبيرة جدًا من مقياس الجرعات ناتجة عن التعرض للإشعاع المتعمد لمقياس الجرعات أثناء عدم ارتدائه.
المقايسة الحيوية
المقايسة الحيوية (أيضا يسمى الفحص الإشعاعي) تعني تحديد الأنواع أو الكميات أو التركيزات ، وفي بعض الحالات ، مواقع المواد المشعة في جسم الإنسان ، سواء عن طريق القياس المباشر (في الجسم الحي العد) أو عن طريق تحليل وتقييم المواد التي يتم إخراجها أو إزالتها من جسم الإنسان.
عادةً ما يتم استخدام المقايسة الحيوية لتقييم مكافئ جرعة العامل بسبب المواد المشعة التي يتم إدخالها إلى الجسم. كما يمكن أن يوفر مؤشرا على فعالية التدابير الفعالة المتخذة لمنع مثل هذا المدخول. نادرًا ما يمكن استخدامه لتقدير الجرعة التي يتلقاها العامل من التعرض للإشعاع الخارجي الهائل (على سبيل المثال ، عن طريق حساب خلايا الدم البيضاء أو عيوب الكروموسومات).
يجب إجراء اختبار حيوي في حالة وجود احتمال معقول بأن العامل قد يأخذ أو يدخل جسده أكثر من نسبة معينة (عادة 5 أو 10٪) من ALI للنويدة المشعة. يحدد الشكل الكيميائي والفيزيائي للنويدات المشعة المطلوبة في الجسم نوع المقايسة الحيوية اللازمة لاكتشافها.
يمكن أن تتكون المقايسة الحيوية من تحليل العينات المأخوذة من الجسم (على سبيل المثال ، البول أو البراز أو الدم أو الشعر) بحثًا عن النظائر المشعة. في هذه الحالة ، يمكن أن يكون مقدار النشاط الإشعاعي في العينة مرتبطًا بالنشاط الإشعاعي في جسم الشخص وبالتالي بجرعة الإشعاع التي تلقاها جسم الشخص أو أعضاء معينة أو يلتزمون بتلقيها. يعتبر اختبار البول الحيوي للتريتيوم مثالاً على هذا النوع من المقايسة الحيوية.
يمكن استخدام المسح الكامل أو الجزئي للجسم لاكتشاف النويدات المشعة التي تصدر أشعة س أو أشعة جاما من الطاقة التي يمكن اكتشافها بشكل معقول خارج الجسم. اختبار الغدة الدرقية لليود 131 (131I) مثال على هذا النوع من المقايسة الحيوية.
يمكن إجراء المقايسة الحيوية في المنزل أو يمكن إرسال العينات أو الأفراد إلى منشأة أو منظمة متخصصة في الاختبار البيولوجي الذي يتعين إجراؤه. في كلتا الحالتين ، تعد المعايرة المناسبة للمعدات واعتماد الإجراءات المختبرية ضرورية لضمان نتائج اختبار بيولوجي دقيقة ودقيقة ويمكن الدفاع عنها.
ملابس واقية
يتم توفير الملابس الواقية من قبل صاحب العمل للعامل لتقليل احتمالية التلوث الإشعاعي للعامل أو ملابسه أو لوقاية العامل جزئيًا من إشعاع بيتا أو إكس أو جاما. ومن الأمثلة على ذلك الملابس والقفازات والأغطية والأحذية المضادة للتلوث. ومن الأمثلة على هذا الأخير مآزر الرصاص والقفازات والنظارات الطبية.
حماية الجهاز التنفسي
جهاز حماية الجهاز التنفسي هو جهاز ، مثل جهاز التنفس الصناعي ، يستخدم لتقليل تناول العامل للمواد المشعة المحمولة جواً.
يجب على أصحاب العمل استخدام الضوابط العملية أو غيرها من الضوابط الهندسية (على سبيل المثال ، الاحتواء أو التهوية) ، إلى الحد العملي ، للحد من تركيزات المواد المشعة في الهواء. عندما لا يكون ذلك ممكنًا للتحكم في تركيزات المواد المشعة في الهواء إلى قيم أقل من تلك التي تحدد منطقة النشاط الإشعاعي المحمولة جواً ، يجب على صاحب العمل ، بما يتفق مع الحفاظ على إجمالي الجرعة الفعالة المكافئة ALARA ، زيادة المراقبة والحد من المآخذ بواسطة واحد أو أكثر من الوسائل التالية:
يجب أن تتوافق معدات حماية الجهاز التنفسي الصادرة للعمال مع المعايير الوطنية المعمول بها لمثل هذه المعدات.
يجب على صاحب العمل تنفيذ والحفاظ على برنامج حماية الجهاز التنفسي الذي يشمل:
يجب على صاحب العمل إبلاغ كل مستخدم لجهاز التنفس الصناعي أنه يجوز للمستخدم مغادرة منطقة العمل في أي وقت للإغاثة من استخدام جهاز التنفس الصناعي في حالة حدوث عطل في المعدات ، أو ضائقة جسدية أو نفسية ، أو فشل إجرائي أو اتصال ، أو تدهور كبير في ظروف التشغيل ، أو أي شروط أخرى التي قد تتطلب مثل هذا الإغاثة.
على الرغم من أن الظروف قد لا تتطلب الاستخدام الروتيني لأجهزة التنفس ، إلا أن ظروف الطوارئ الموثوقة قد تتطلب توافرها. في مثل هذه الحالات ، يجب أيضًا اعتماد أجهزة التنفس لمثل هذا الاستخدام من قبل منظمة اعتماد مناسبة والحفاظ عليها في حالة جاهزة للاستخدام.
مراقبة الصحة المهنية
يجب أن يتلقى العمال المعرضون للإشعاع المؤين خدمات الصحة المهنية بنفس القدر الذي يتلقاه العمال المعرضون لمخاطر مهنية أخرى.
تقيّم اختبارات ما قبل التوظيف العامة الصحة العامة للموظف المرتقب وتؤسس بيانات خط الأساس. يجب دائمًا الحصول على التاريخ الطبي السابق وتاريخ التعرض. قد تكون الفحوصات المتخصصة ، مثل عدسات عدسة العين وخلايا الدم ، ضرورية اعتمادًا على طبيعة التعرض للإشعاع المتوقع. يجب ترك هذا لتقدير الطبيب المعالج.
استطلاعات التلوث
مسح التلوث هو تقييم للظروف الإشعاعية الناتجة عن إنتاج أو استخدام أو إطلاق أو التخلص أو وجود مواد مشعة أو مصادر أخرى للإشعاع. يتضمن هذا التقييم ، عند الاقتضاء ، مسحًا ماديًا لموقع المواد المشعة وقياسات أو حسابات لمستويات الإشعاع ، أو تركيزات أو كميات المواد المشعة الموجودة.
يتم إجراء مسوحات التلوث لإثبات الامتثال للوائح الوطنية ولتقييم مدى مستويات الإشعاع وتركيزات أو كميات المواد المشعة والمخاطر الإشعاعية المحتملة التي يمكن أن تكون موجودة.
يتم تحديد تواتر مسوحات التلوث حسب درجة المخاطر المحتملة الموجودة. يجب إجراء المسوحات الأسبوعية في مناطق تخزين النفايات المشعة وفي المختبرات والعيادات حيث يتم استخدام كميات كبيرة نسبيًا من المصادر المشعة غير المختومة. المسوحات الشهرية تكفي للمختبرات التي تعمل بكميات صغيرة من المصادر المشعة ، مثل المعامل التي تعمل المختبر الاختبار باستخدام نظائر مثل التريتيوم والكربون 14 (14ج) واليود 125 (125I) مع أنشطة أقل من بضعة kBq.
يجب أن تكون معدات السلامة الإشعاعية وعدادات المسح مناسبة لأنواع المواد المشعة والإشعاعات المعنية ، ويجب معايرتها بشكل صحيح.
تتكون مسوحات التلوث من قياسات مستويات الإشعاع المحيط باستخدام عداد Geiger-Mueller (GM) أو غرفة التأين أو عداد التلألؤ ؛ قياسات تلوث السطح المحتمل ألفا أو بيتا باستخدام عدادات التلألؤ المعدلة وراثيا ذات النوافذ الرقيقة أو كبريتيد الزنك (ZnS) ؛ واختبارات مسح الأسطح التي سيتم عدها لاحقًا في عداد البئر (يوديد الصوديوم (NaI)) أو عداد الجرمانيوم (Ge) أو عداد التلألؤ السائل ، حسب الاقتضاء.
يجب تحديد مستويات العمل المناسبة للإشعاع المحيط ونتائج قياس التلوث. عندما يتم تجاوز مستوى الإجراء ، يجب اتخاذ خطوات على الفور للتخفيف من المستويات المكتشفة ، وإعادتها إلى الظروف المقبولة ومنع تعرض الأفراد غير الضروريين للإشعاع وامتصاص وانتشار المواد المشعة.
الرصد البيئي
تشير المراقبة البيئية إلى جمع وقياس العينات البيئية للمواد المشعة ومراقبة المناطق خارج محيط مكان العمل لمستويات الإشعاع. تشمل أغراض الرصد البيئي تقدير العواقب التي يتعرض لها البشر نتيجة إطلاق النويدات المشعة في المحيط الحيوي ، واكتشاف إطلاق المواد المشعة في البيئة قبل أن تصبح خطيرة ، وإثبات الامتثال للوائح.
الوصف الكامل لتقنيات المراقبة البيئية خارج نطاق هذه المقالة. ومع ذلك ، سيتم مناقشة المبادئ العامة.
يجب أخذ عينات بيئية لمراقبة المسار الأكثر احتمالا للنويدات المشعة من البيئة إلى الإنسان. على سبيل المثال ، يجب أخذ عينات التربة والمياه والعشب والحليب في المناطق الزراعية حول محطة للطاقة النووية بشكل روتيني وتحليلها من أجل اليود 131 (131أنا) والسترونشيوم 90 (90Sr) المحتوى.
يمكن أن تشمل المراقبة البيئية أخذ عينات من الهواء ، والمياه الجوفية ، والمياه السطحية ، والتربة ، وأوراق الشجر ، والأسماك ، والحليب ، وحيوانات الصيد ، وما إلى ذلك. يجب أن تستند اختيارات العينات التي يجب أخذها وعدد مرات أخذها إلى أغراض المراقبة ، على الرغم من أن عددًا صغيرًا من العينات العشوائية قد يحدد أحيانًا مشكلة غير معروفة سابقًا.
تتمثل الخطوة الأولى في تصميم برنامج مراقبة بيئية في توصيف النويدات المشعة التي يتم إطلاقها أو التي يحتمل إطلاقها بشكل عرضي ، فيما يتعلق بالنوع والكمية والشكل الفيزيائي والكيميائي.
الاعتبار التالي هو إمكانية نقل هذه النويدات المشعة عبر الهواء والمياه الجوفية والمياه السطحية. الهدف هو التنبؤ بتركيزات النويدات المشعة التي تصل إلى البشر مباشرة عن طريق الهواء والماء أو بشكل غير مباشر من خلال الطعام.
يعتبر التراكم الأحيائي للنويدات المشعة الناتج عن الترسب في البيئات المائية والبرية هو العنصر التالي الذي يثير القلق. الهدف هو التنبؤ بتركيز النويدات المشعة بمجرد دخولها السلسلة الغذائية.
أخيرًا ، يتم فحص معدل الاستهلاك البشري لهذه المواد الغذائية التي يحتمل أن تكون ملوثة وكيف يساهم هذا الاستهلاك في جرعة الإشعاع البشري والمخاطر الصحية الناتجة. يتم استخدام نتائج هذا التحليل لتحديد أفضل نهج لأخذ العينات البيئية ولضمان تحقيق أهداف برنامج الرصد البيئي.
اختبارات التسرب للمصادر المختومة
يعني المصدر المختوم مادة مشعة مغلفة في كبسولة مصممة لمنع تسرب أو هروب المادة. يجب اختبار هذه المصادر بشكل دوري للتحقق من أن المصدر لا يسرب مادة مشعة.
يجب اختبار كل مصدر مختوم للتأكد من عدم وجود تسرب قبل استخدامه لأول مرة ما لم يقدم المورد شهادة تشير إلى أنه تم اختبار المصدر في غضون ستة أشهر (ثلاثة أشهر لبواعث ألفا) قبل نقله إلى المالك الحالي. يجب اختبار كل مصدر مغلق للتحقق من عدم وجود تسرب مرة واحدة على الأقل كل ستة أشهر (ثلاثة أشهر لبواعث ألفا) أو على فاصل زمني تحدده السلطة التنظيمية.
بشكل عام ، اختبارات التسرب على المصادر التالية غير مطلوبة:
يتم إجراء اختبار التسرب بأخذ عينة مسح من المصدر المغلق أو من أسطح الجهاز الذي تم تركيب أو تخزين المصدر المحكم عليه حيث من المتوقع أن يتراكم التلوث الإشعاعي أو عن طريق غسل المصدر بكمية صغيرة من المنظفات حل ومعالجة الحجم بأكمله كعينة.
يجب قياس العينة بحيث يمكن لاختبار التسرب الكشف عن وجود ما لا يقل عن 200 بيكريل من المادة المشعة في العينة.
تتطلب مصادر الراديوم المختومة إجراءات خاصة لاختبار التسرب للكشف عن تسرب غاز الرادون (Rn). على سبيل المثال ، يتضمن أحد الإجراءات الاحتفاظ بالمصدر المغلق في مرطبان بألياف قطنية لمدة 24 ساعة على الأقل. في نهاية الفترة ، يتم تحليل ألياف القطن لوجود ذرية Rn.
يجب إزالة المصدر المختوم الذي وجد أنه يتسرب بما يزيد عن الحدود المسموح بها من الخدمة. إذا كان المصدر غير قابل للإصلاح ، فيجب التعامل معه كنفايات مشعة. قد تطلب السلطة التنظيمية الإبلاغ عن مصادر التسرب في حالة حدوث التسرب نتيجة لعيب في التصنيع جدير بمزيد من التحقيق.
المعرض
يجب أن يحتفظ موظفو السلامة من الإشعاع بجرد محدث لجميع المواد المشعة وغيرها من مصادر الإشعاع المؤين التي يكون صاحب العمل مسؤولاً عنها. يجب أن تضمن إجراءات المنظمة أن يكون موظفو السلامة من الإشعاع على دراية باستلام واستخدام ونقل والتخلص من جميع هذه المواد والمصادر حتى يمكن الحفاظ على المخزون محدثًا. يجب إجراء جرد مادي لجميع المصادر المختومة مرة واحدة على الأقل كل ثلاثة أشهر. يجب التحقق من الجرد الكامل لمصادر الإشعاع المؤين أثناء المراجعة السنوية لبرنامج الأمان الإشعاعي.
ترحيل المناطق
يوضح الشكل 1 رمز الإشعاع القياسي الدولي. يجب أن يظهر هذا بشكل بارز على جميع العلامات التي تشير إلى المناطق الخاضعة للرقابة لأغراض السلامة الإشعاعية وعلى ملصقات الحاويات التي تشير إلى وجود مواد مشعة.
الشكل 1. رمز الإشعاع
غالبًا ما يتم تحديد المناطق الخاضعة للرقابة لأغراض السلامة الإشعاعية من حيث زيادة مستويات معدل الجرعات. يجب وضع هذه المناطق بشكل واضح مع علامة أو علامات تحمل رمز الإشعاع والكلمات "تنبيه ، منطقة إشعاع" ، "تنبيه (or خطر) ، منطقة إشعاع عالية ، "أو" خطر جسيم ، منطقة إشعاع عالية جدًا ، "حسب الاقتضاء.
إذا كانت منطقة أو غرفة تحتوي على كمية كبيرة من المواد المشعة (على النحو المحدد من قبل السلطة التنظيمية) ، فيجب وضع مدخل هذه المنطقة أو الغرفة بشكل واضح مع لافتة تحمل رمز الإشعاع والكلمات "تنبيه (or خطر) ، مواد مشعة ".
منطقة النشاط الإشعاعي المحمولة جواً هي غرفة أو منطقة يتجاوز فيها النشاط الإشعاعي المحمول جواً مستويات معينة تحددها السلطة التنظيمية. يجب وضع كل منطقة نشاط إشعاعي محمولة جواً بعلامة أو لافتات واضحة تحمل رمز الإشعاع والكلمات "تنبيه ، منطقة نشاط إشعاعي جوي" أو "خطر ، منطقة نشاط إشعاعي جوي".
قد يتم منح استثناءات لمتطلبات النشر هذه لغرف المرضى في المستشفيات حيث تكون هذه الغرف بخلاف ذلك تحت السيطرة الكافية. لا يلزم نشر المناطق أو الغرف التي يجب أن تكون فيها مصادر الإشعاع لمدة ثماني ساعات أو أقل والتي تتم مراقبتها باستمرار تحت سيطرة كافية من قبل موظفين مؤهلين.
نظام مراقبة الدخول
يتم تحديد الدرجة التي يجب التحكم في الوصول إليها من خلال درجة خطر الإشعاع المحتمل في المنطقة.
السيطرة على الوصول إلى المناطق عالية الإشعاع
يجب أن يحتوي كل مدخل أو نقطة وصول إلى منطقة عالية الإشعاع على واحد أو أكثر من الميزات التالية:
بدلاً من الضوابط المطلوبة لمنطقة عالية الإشعاع ، يمكن استبدال المراقبة المباشرة أو الإلكترونية المستمرة القادرة على منع الدخول غير المصرح به.
يجب وضع الضوابط بطريقة لا تمنع الأفراد من مغادرة المنطقة عالية الإشعاع.
السيطرة على الوصول إلى المناطق عالية الإشعاع
بالإضافة إلى متطلبات منطقة الإشعاع العالية ، يجب اتخاذ تدابير إضافية لضمان عدم تمكن الفرد من الوصول غير المصرح به أو غير المقصود إلى المناطق التي يمكن أن تواجه مستويات إشعاع فيها عند 5 غراي أو أكثر في ساعة واحدة عند متر واحد من مصدر إشعاعي أو أي سطح يخترق من خلاله الإشعاع.
العلامات على الحاويات والمعدات
يجب أن تحمل كل حاوية تحتوي على مادة مشعة تزيد عن المبلغ الذي تحدده السلطة التنظيمية بطاقة متينة ومرئية بوضوح تحمل رمز الإشعاع والكلمات "تنبيه ، مادة مشعة" أو "خطر ، مادة مشعة". يجب أن يوفر الملصق أيضًا معلومات كافية - مثل النويدات المشعة الموجودة ، وتقدير كمية النشاط الإشعاعي ، وتاريخ تقدير النشاط ، ومستويات الإشعاع ، وأنواع المواد والتخصيب الشامل - للسماح للأفراد بالتعامل أو الاستخدام الحاويات ، أو العمل بالقرب من الحاويات ، لاتخاذ الاحتياطات اللازمة لتجنب أو تقليل التعرض.
قبل إزالة أو التخلص من الحاويات الفارغة غير الملوثة إلى مناطق غير مقيدة ، يجب إزالة ملصق المواد المشعة أو تشويهه ، أو يجب الإشارة بوضوح إلى أن الحاوية لم تعد تحتوي على مواد مشعة.
لا يلزم تسمية الحاويات إذا:
أجهزة الإنذار والإنذار
يجب أن تكون المناطق عالية الإشعاع ومناطق الإشعاع عالية جدًا مجهزة بأجهزة إنذار وإنذارات على النحو المبين أعلاه. يمكن أن تكون هذه الأجهزة وأجهزة الإنذار مرئية أو مسموعة أو كليهما. يجب تنشيط الأجهزة والإنذارات الخاصة بأنظمة مثل مسرعات الجسيمات تلقائيًا كجزء من إجراءات بدء التشغيل بحيث يكون لدى الأفراد الوقت لإخلاء المنطقة أو إيقاف تشغيل النظام باستخدام زر "scram" قبل إنتاج الإشعاع. أزرار "Scram" (الأزرار الموجودة في المنطقة الخاضعة للرقابة والتي ، عند الضغط عليها ، تتسبب في انخفاض مستويات الإشعاع على الفور إلى مستويات آمنة) يجب الوصول إليها بسهولة وتمييزها وعرضها بشكل بارز.
يمكن ضبط أجهزة المراقبة ، مثل أجهزة مراقبة الهواء المستمرة (CAMs) ، مسبقًا لإصدار إنذارات مسموعة ومرئية أو لإيقاف تشغيل النظام عند تجاوز مستويات معينة من الإجراءات.
الأجهزة الدقيقة
يجب على صاحب العمل توفير الأجهزة المناسبة لدرجة وأنواع الإشعاع والمواد المشعة الموجودة في مكان العمل. يمكن استخدام هذه الأجهزة لاكتشاف أو مراقبة أو قياس مستويات الإشعاع أو النشاط الإشعاعي.
يجب معايرة الأجهزة على فترات زمنية مناسبة باستخدام الأساليب المعتمدة ومصادر المعايرة. يجب أن تكون مصادر المعايرة قدر الإمكان مثل المصادر التي يجب اكتشافها أو قياسها.
تشمل أنواع الأجهزة أدوات المسح المحمولة باليد ، وأجهزة مراقبة الهواء المستمرة ، وشاشات البوابات اليدوية والقدمية ، وعدادات التلألؤ السائل ، وأجهزة الكشف التي تحتوي على بلورات Ge أو NaI وما إلى ذلك.
نقل المواد المشعة
وضعت الوكالة الدولية للطاقة الذرية لوائح لنقل المواد المشعة. اعتمدت معظم البلدان لوائح متوافقة مع أنظمة الشحن المشعة للوكالة الدولية للطاقة الذرية.
الشكل 2. الفئة الأولى - التسمية البيضاء
الشكل 2 والشكل 3 والشكل 4 أمثلة على ملصقات الشحن التي تتطلبها لوائح الوكالة الدولية للطاقة الذرية على السطح الخارجي للطرود المقدمة للشحن والتي تحتوي على مواد مشعة. يشير مؤشر النقل الموجود على الملصقات الموضحة في الشكل 3 والشكل 4 إلى أعلى معدل جرعة فعال عند 1 متر من أي سطح من العبوة بالمللي سيفرت / ساعة مضروبًا في 100 ، ثم يتم تقريبه إلى أقرب جزء من عشرة. (على سبيل المثال ، إذا كان أعلى معدل جرعة فعالة عند 1 متر من أي سطح عبوة هو 0.0233 ملي سيفرت / ساعة ، فإن مؤشر النقل هو 2.4.)
الشكل 3. الفئة الثانية - التسمية الصفراء
يوضح الشكل 5 مثالاً على لافتة يجب على المركبات الأرضية عرضها بشكل بارز عند حمل عبوات تحتوي على مواد مشعة أعلى من كميات معينة.
الشكل 5. لافتة مركبة
يجب أن تتوافق العبوة المعدة للاستخدام في شحن المواد المشعة مع متطلبات الاختبار والتوثيق الصارمة. يحدد نوع وكمية المادة المشعة التي يتم شحنها المواصفات التي يجب أن تلبيها العبوة.
لوائح نقل المواد المشعة معقدة. يجب على الأشخاص الذين لا يشحنون المواد المشعة بشكل روتيني استشارة الخبراء ذوي الخبرة في مثل هذه الشحنات.
النفايات المشعة
تتوفر طرق مختلفة للتخلص من النفايات المشعة ، ولكن جميعها تخضع للرقابة من قبل السلطات التنظيمية. لذلك ، يجب على المنظمة دائمًا أن تتشاور مع سلطتها التنظيمية للتأكد من أن طريقة التخلص مسموح بها. تشمل طرق التخلص من النفايات المشعة الاحتفاظ بالمواد من أجل التحلل الإشعاعي والتخلص اللاحق بغض النظر عن النشاط الإشعاعي والحرق والتخلص في نظام الصرف الصحي والدفن على الأرض والدفن في البحر. غالبًا ما لا تسمح السياسة الوطنية أو المعاهدة الدولية بالدفن في البحر ولن تتم مناقشته بمزيد من التفصيل.
تمثل النفايات المشعة من قلب المفاعل (نفايات مشعة عالية المستوى) مشاكل خاصة فيما يتعلق بالتخلص منها. يتم التحكم في التعامل مع هذه النفايات والتخلص منها من قبل السلطات التنظيمية الوطنية والدولية.
غالبًا ما تحتوي النفايات المشعة على خاصية أخرى غير النشاط الإشعاعي والتي من شأنها في حد ذاتها أن تجعل النفايات خطرة. تسمى هذه النفايات النفايات المختلطة. تشمل الأمثلة النفايات المشعة التي تعتبر أيضًا خطرة بيولوجية أو سامة. تتطلب النفايات المختلطة معالجة خاصة. الرجوع إلى السلطات التنظيمية للتخلص السليم من هذه النفايات.
عقد التحلل الإشعاعي
إذا كان عمر النصف للمادة المشعة قصيرًا (أقل من 65 يومًا بشكل عام) وإذا كان لدى المنظمة مساحة تخزين كافية ، فيمكن الاحتفاظ بالنفايات المشعة للتحلل مع التخلص اللاحق دون النظر إلى نشاطها الإشعاعي. عادة ما تكون فترة الاحتفاظ التي لا تقل عن عشرة أنصاف عمر كافية لجعل مستويات الإشعاع غير قابلة للتمييز عن الخلفية.
يجب مسح النفايات قبل التخلص منها. يجب أن يستخدم المسح أدوات مناسبة للكشف عن الإشعاع وإثبات أن مستويات الإشعاع لا يمكن تمييزها عن الخلفية.
Iتكريم
إذا سمحت السلطة التنظيمية بالترميد ، فيجب عادةً إثبات أن هذا الحرق لا يتسبب في زيادة تركيز النويدات المشعة في الهواء عن المستويات المسموح بها. يجب مسح الرماد بشكل دوري للتأكد من أنه غير مشع. في بعض الظروف ، قد يكون من الضروري مراقبة المكدس لضمان عدم تجاوز تركيزات الهواء المسموح بها.
التخلص منها في نظام الصرف الصحي
إذا سمحت السلطة التنظيمية بهذا التخلص ، فيجب عادةً إثبات أن هذا التخلص لا يتسبب في تجاوز تركيز النويدات المشعة في الماء المستويات المسموح بها. يجب أن تكون المواد المراد التخلص منها قابلة للذوبان أو قابلة للتشتت بسهولة في الماء. غالبًا ما تضع السلطة التنظيمية حدودًا سنوية محددة لهذا التخلص بالنويدات المشعة.
دفن الأرض
سيتم التخلص من النفايات المشعة التي لا يمكن التخلص منها بأي وسيلة أخرى عن طريق الدفن الأرضي في المواقع المرخصة من قبل السلطات التنظيمية الوطنية أو المحلية. تتحكم السلطات التنظيمية في مثل هذا التصرف بإحكام. عادة لا يُسمح لمولدات النفايات بالتخلص من النفايات المشعة في أراضيهم. تشمل التكاليف المرتبطة بالدفن الأرضي مصاريف التعبئة والتغليف والشحن والتخزين. تضاف هذه التكاليف إلى تكلفة مساحة الدفن نفسها ويمكن تقليلها غالبًا عن طريق ضغط النفايات. تتصاعد بسرعة تكاليف الدفن على الأرض للتخلص من النفايات المشعة.
تدقيقات البرنامج
يجب مراجعة برامج السلامة من الإشعاع بشكل دوري للتأكد من فعاليتها واكتمالها والامتثال لها للسلطة التنظيمية. يجب أن تتم المراجعة مرة واحدة على الأقل في السنة وأن تكون شاملة. يُسمح عادةً بالتدقيق الذاتي ، لكن من المستحسن إجراء عمليات مراجعة من قبل وكالات خارجية مستقلة. تميل عمليات تدقيق الوكالات الخارجية إلى أن تكون أكثر موضوعية ولها وجهة نظر عالمية أكثر من عمليات التدقيق المحلية. غالبًا ما تستطيع وكالة تدقيق غير مرتبطة بالعمليات اليومية لبرنامج الأمان الإشعاعي تحديد المشكلات التي لم يراها المشغلون المحليون ، والذين ربما اعتادوا التغاضي عنها.
قادة الإيمان
يجب على أرباب العمل توفير تدريب السلامة الإشعاعية لجميع العمال المعرضين أو المحتمل تعرضهم للإشعاع المؤين أو المواد المشعة. يجب أن يقدموا تدريبًا أوليًا قبل أن يبدأ العامل في العمل وتدريب سنوي لتجديد المعلومات. بالإضافة إلى ذلك ، يجب توفير تدريب خاص لكل عاملة في سن الإنجاب ومعلومات حول آثار الإشعاع المؤين على الجنين وحول الاحتياطات المناسبة التي ينبغي عليها اتخاذها. يجب تقديم هذا التدريب الخاص عندما يتم توظيفها لأول مرة ، في تدريب تنشيطي سنوي ، وإذا أخطرت صاحب عملها بأنها حامل.
جميع الأفراد الذين يعملون أو يترددون على أي جزء من منطقة يكون الوصول إليها مقيدًا لأغراض السلامة الإشعاعية:
يجب أن يكون مدى تعليمات السلامة من الإشعاع متناسبًا مع مشاكل حماية الصحة الإشعاعية المحتملة في المنطقة الخاضعة للرقابة. يجب توسيع التعليمات حسب الاقتضاء للموظفين المساعدين ، مثل الممرضات الذين يحضرون المرضى المشعة في المستشفيات ورجال الإطفاء وضباط الشرطة الذين قد يستجيبون لحالات الطوارئ.
مؤهلات العاملين
يجب على أصحاب العمل التأكد من أن العمال الذين يستخدمون الإشعاع المؤين مؤهلون لأداء العمل الذي يعملون من أجله. يجب أن يتمتع العمال بالخلفية والخبرة لأداء وظائفهم بأمان ، لا سيما فيما يتعلق بالتعرض للإشعاع المؤين والمواد المشعة واستخدامها.
يجب أن يكون لدى العاملين في مجال السلامة من الإشعاع المعرفة والمؤهلات المناسبة لتنفيذ وتشغيل برنامج جيد للسلامة من الإشعاع. يجب أن تكون معارفهم ومؤهلاتهم متناسبة على الأقل مع مشاكل حماية الصحة الإشعاعية المحتملة التي من المحتمل أن يواجهوها هم والعمال.
التخطيط للطوارئ
يجب أن يكون لجميع العمليات التي تستخدم الإشعاعات المؤينة أو المواد المشعة ، باستثناء أصغرها ، خطط طوارئ. يجب أن تظل هذه الخطط محدثة وممارستها على أساس دوري.
يجب أن تعالج خطط الطوارئ جميع حالات الطوارئ ذات المصداقية. ستكون الخطط الخاصة بمحطة طاقة نووية كبيرة أكثر شمولاً وستشمل مساحة أكبر بكثير وعددًا من الأشخاص مقارنة بخطط إنشاء مختبر صغير للنظائر المشعة.
يجب أن يكون لدى جميع المستشفيات ، خاصة في المناطق الحضرية الكبيرة ، خطط لاستقبال ورعاية المرضى المصابين بالإشعاع. يجب أن يكون لدى الشرطة ومنظمات مكافحة الحرائق خطط للتعامل مع حوادث النقل التي تنطوي على مواد مشعة.
حفظ السجلات
يجب توثيق أنشطة السلامة الإشعاعية لمنظمة ما بشكل كامل والاحتفاظ بها بشكل مناسب. هذه السجلات ضرورية إذا دعت الحاجة إلى التعرض للإشعاع في الماضي أو إطلاق النشاط الإشعاعي ولإثبات الامتثال لمتطلبات السلطة التنظيمية. يجب أن يحظى حفظ السجلات المتسق والدقيق والشامل بأولوية عالية.
الاعتبارات التنظيمية
يجب وضع منصب الشخص المسؤول في المقام الأول عن الأمان من الإشعاع في المنظمة حتى يتمكن من الوصول الفوري إلى جميع مستويات العاملين والإدارة. يجب أن يكون له أو لها حرية الوصول إلى المناطق التي تم تقييد الوصول إليها لأغراض السلامة الإشعاعية والسلطة لوقف الممارسات غير الآمنة أو غير القانونية على الفور.
تصف هذه المقالة العديد من الحوادث الإشعاعية الكبيرة وأسبابها والردود عليها. إن مراجعة الأحداث التي أدت إلى هذه الحوادث وأثناءها وبعدها يمكن أن تزود المخططين بمعلومات لمنع حدوث مثل هذه الحوادث في المستقبل ولتعزيز الاستجابة المناسبة والسريعة في حالة وقوع حادث مماثل مرة أخرى.
الموت الإشعاعي الحاد الناتج عن رحلة حرجة نووية عرضية في 30 ديسمبر 1958
هذا التقرير جدير بالملاحظة لأنه تضمن أكبر جرعة عرضية من الإشعاع تلقاها البشر (حتى الآن) وبسبب الإجراءات الاحترافية والشاملة للغاية للقضية. هذا يمثل واحدة من أفضل ، إن لم يكن الأفضل ، الموثقة متلازمة الإشعاع الحادة الأوصاف الموجودة (JOM 1961).
في الساعة 4:35 مساءً في 30 ديسمبر 1958 ، حدثت رحلة حرجة عرضية أدت إلى إصابة إشعاعية قاتلة لموظف (K) في مصنع استعادة البلوتونيوم في مختبر لوس ألاموس الوطني (نيو مكسيكو ، الولايات المتحدة).
وقت وقوع الحادث مهم لأن ستة عمال آخرين كانوا في نفس الغرفة مع K قبل ثلاثين دقيقة. تاريخ الحادث مهم لأن التدفق الطبيعي للمواد الانشطارية إلى النظام قد توقف بسبب الجرد المادي في نهاية العام. تسبب هذا الانقطاع في أن يصبح الإجراء الروتيني غير روتيني وأدى إلى "خطورة" عرضية للمواد الصلبة الغنية بالبلوتونيوم التي تم إدخالها عن طريق الخطأ إلى النظام.
ملخص تقديرات التعرض للإشعاع K.
كان أفضل تقدير لمتوسط تعرض الجسم الكلي لـ K بين 39 و 49 Gy ، منها حوالي 9 Gy بسبب نيوترونات الانشطار. تم تسليم جزء أكبر بكثير من الجرعة إلى النصف العلوي من الجسم مقارنة بالنصف السفلي. يوضح الجدول 1 تقديرًا لتعرض إشعاع K.
الجدول 1. تقديرات التعرض للإشعاع K.
المنطقة والشروط |
نيوترون سريع |
غاما |
الإجمالي |
الرأس (الحادث) |
26 |
78 |
104 |
الجزء العلوي للامعاء |
30 |
90 |
124 |
إجمالي الجسم (متوسط) |
9 |
30-40 |
39-49 |
الدورة السريرية للمريض
في الماضي ، يمكن تقسيم المسار السريري للمريض K إلى أربع فترات متميزة. اختلفت هذه الفترات من حيث المدة والأعراض والاستجابة للعلاج الداعم.
اتسمت الفترة الأولى ، التي استمرت من 20 إلى 30 دقيقة ، بانهيار جسدي فوري وعجز عقلي. تطورت حالته إلى شبه وعي وسجود شديد.
واستغرقت الفترة الثانية حوالي 1.5 ساعة وبدأت بوصوله على نقالة إلى غرفة الطوارئ بالمستشفى ، وانتهت بنقله من غرفة الطوارئ إلى الجناح لمزيد من العلاج الداعم. تميزت هذه الفترة الزمنية بصدمة قلبية وعائية شديدة لدرجة أن الموت بدا وشيكًا طوال الوقت. بدا أنه يعاني من آلام شديدة في البطن.
استغرقت الفترة الثالثة حوالي 28 ساعة وتميزت بتحسين شخصي كافٍ لتشجيع المحاولات المستمرة للتخفيف من نقص الأكسجين وانخفاض ضغط الدم وفشل الدورة الدموية.
بدأت الفترة الرابعة ببداية غير معلن عنها للتهيج والعداء المتزايد بسرعة ، متاخمًا للهوس ، تليها الغيبوبة والموت في حوالي ساعتين. استمرت الدورة السريرية بأكملها 2 ساعة من وقت التعرض للإشعاع حتى الموت.
لوحظت التغيرات الإكلينيكية الأكثر دراماتيكية في نظامي تكوين الدم والجهاز البولي. لم يتم العثور على الخلايا الليمفاوية في الدورة الدموية بعد الساعة الثامنة ، وكان هناك إغلاق كامل تقريبًا للبول على الرغم من إعطاء كمية كبيرة من السوائل.
تراوحت درجة حرارة المستقيم لـ K بين 39.4 و 39.7 درجة مئوية في أول 6 ساعات ثم انخفضت بسرعة إلى وضعها الطبيعي ، حيث بقيت طوال فترة حياته. تم النظر في درجة الحرارة الأولية المرتفعة هذه والحفاظ عليها لمدة 6 ساعات بما يتماشى مع جرعة الإشعاع الهائلة المشتبه بها. كان تشخيصه خطيراً.
من بين جميع القرارات المختلفة التي تم إجراؤها أثناء مسار المرض ، وجد أن التغيرات في عدد الخلايا البيضاء هي أبسط وأفضل مؤشر تنبؤي للإشعاع الشديد. يعتبر الاختفاء الفعلي للخلايا الليمفاوية من الدورة الدموية الطرفية في غضون 6 ساعات من التعرض علامة خطيرة.
تم استخدام ستة عشر عاملًا علاجيًا مختلفًا في علاج أعراض K على مدار حوالي 30 ساعة. على الرغم من هذا واستمرار إعطاء الأكسجين ، أصبحت نغمات قلبه بعيدة جدًا وبطيئة وغير منتظمة بعد حوالي 32 ساعة من التشعيع. ثم أصبح قلبه يضعف تدريجياً وتوقف فجأة بعد 34 ساعة و 45 دقيقة من التعرض للإشعاع.
مفاعل Windscale رقم 1 حادث 9-12 أكتوبر 1957
كان مفاعل الرياح رقم 1 عبارة عن مفاعل مبرد بالهواء ومُعتمد على الجرافيت لإنتاج البلوتونيوم الطبيعي بوقود اليورانيوم. تم تدمير اللب جزئيًا بنيران في 15 أكتوبر 1957. نتج عن هذا الحريق إطلاق ما يقرب من 0.74 PBq (1015 Bq) من اليود 131 (131أنا) لبيئة الريح.
وفقًا لتقرير معلومات الحادث الصادر عن لجنة الطاقة الذرية الأمريكية حول حادثة Windscale ، كان الحادث ناتجًا عن أخطاء في حكم المشغل فيما يتعلق ببيانات المزدوجات الحرارية وزاد الأمر سوءًا بسبب المعالجة الخاطئة للمفاعل التي سمحت بارتفاع درجة حرارة الجرافيت بسرعة كبيرة. ساهم أيضًا في حقيقة أن المزدوجات الحرارية لدرجة حرارة الوقود كانت موجودة في الجزء الأكثر سخونة من المفاعل (أي حيث حدثت أعلى معدلات الجرعات) أثناء العمليات العادية بدلاً من أجزاء المفاعل التي كانت أكثر سخونة أثناء الإطلاق غير الطبيعي. كان النقص الثاني في المعدات هو مقياس قوة المفاعل ، والذي تمت معايرته للعمليات العادية وقراءته منخفضة أثناء التلدين. نتيجة لدورة التسخين الثانية ، ارتفعت درجة حرارة الجرافيت في 9 أكتوبر ، خاصة في الجزء الأمامي السفلي من المفاعل حيث تعطلت بعض الكسوة بسبب الارتفاع السريع في درجة الحرارة في وقت سابق. على الرغم من وجود عدد من إطلاقات اليود الصغيرة في 9 أكتوبر ، لم يتم التعرف على الإطلاقات حتى 10 أكتوبر عندما أظهر مقياس نشاط المداخن زيادة كبيرة (والتي لم تعتبر ذات أهمية كبيرة). أخيرًا ، بعد ظهر يوم 10 أكتوبر ، أشارت جهات رصد أخرى (موقع كالدر) إلى إطلاق نشاط إشعاعي. لم تفشل الجهود المبذولة لتبريد المفاعل عن طريق إجبار الهواء من خلاله فحسب ، بل زادت في الواقع من حجم النشاط الإشعاعي المنبعث.
كانت الإصدارات المقدرة من حادث Windscale 0.74 PBq من 131أنا ، 0.22 PBq من السيزيوم 137 (137سي إس) ، 3.0 تيرا بايت كيو (1012Bq) من السترونشيوم 89 (89Sr) ، و 0.33 تيرا بايت من السترونشيوم 90
(90ريال سعودى). كان أعلى معدل لجرعة جاما الممتصة خارج الموقع حوالي 35 ميكروغرام / ساعة بسبب النشاط المحمول جوا. كانت قراءات النشاط الجوي حول نباتات Windscale و Calder غالبًا ما تكون من 5 إلى 10 أضعاف المستويات القصوى المسموح بها ، مع قمم عرضية تبلغ 150 ضعف المستويات المسموح بها. امتد حظر الحليب على دائرة نصف قطرها حوالي 420 كم.
أثناء العمليات للسيطرة على المفاعل ، تلقى 14 عاملاً مكافئ جرعة أكبر من 30 ملي سيفرت لكل ربع سنة ، مع أقصى جرعة مكافئة عند 46 ملي سيفرت لكل ربع سنة.
الدروس المستفادة
هناك العديد من الدروس المستفادة فيما يتعلق بتصميم وتشغيل مفاعل اليورانيوم الطبيعي. كما أن أوجه القصور المتعلقة بأجهزة المفاعل وتدريب مشغلي المفاعل تثير أيضًا نقاطًا مماثلة لحادث جزيرة ثري مايل (انظر أدناه).
لا توجد مبادئ توجيهية للتعرض قصير الأجل المسموح به لليود المشع في الغذاء. أجرى مجلس البحوث الطبية البريطاني تحقيقًا وتحليلاً شاملاً وسريعًا. تم استخدام الكثير من البراعة في الاستخراج الفوري للتركيزات القصوى المسموح بها لـ 131أنا في الطعام. الدراسة المستويات المرجعية للطوارئ التي نتجت عن هذا الحادث بمثابة أساس لأدلة التخطيط للطوارئ المستخدمة الآن في جميع أنحاء العالم (براينت 1969).
تم اشتقاق ارتباط مفيد للتنبؤ بتلوث اليود المشع في اللبن. وجد أن مستويات إشعاع جاما في المراعي التي تجاوزت 0.3 ميكروغرام / ساعة أنتجت الحليب والتي تجاوزت 3.7 ميجا بيكسل / م.3.
الجرعة الممتصة من استنشاق التعرض الخارجي لليود المشع لا تكاد تذكر مقارنة بجرعة شرب الحليب أو تناول منتجات الألبان. في حالات الطوارئ ، يُفضل التحليل الطيفي السريع لأشعة جاما على الإجراءات المختبرية البطيئة.
أجرى خمسة عشر فريقًا من شخصين مسوحات إشعاعية وحصلوا على عينات. تم استخدام عشرين شخصًا لتنسيق العينات وإبلاغ البيانات. شارك حوالي 150 من علماء الكيمياء الإشعاعية في تحليل أخذ العينات.
مرشحات كومة الصوف الزجاجي ليست مرضية في ظل ظروف الحوادث.
حادث مسرّع نفط الخليج بتاريخ 4 أكتوبر 1967
كان فنيو شركة نفط الخليج يستخدمون مسرع 3 MeV Van de Graaff لتنشيط عينات التربة في 4 أكتوبر 1967. مزيج من فشل التعشيق في مفتاح الطاقة لوحدة التحكم في التسارع وتثبيت العديد من الأقفال المتشابكة على نفق الأمان أدى الباب والغرفة المستهدفة داخل الباب إلى تعرضات عرضية خطيرة لثلاثة أفراد. تلقى أحد الأفراد ما يعادل جرعة واحدة تقريبًا من الجسم بالكامل ، بينما تلقى الثاني ما يقرب من 1 جراي مكافئ لجرعة الجسم بالكامل والثالث حصل على ما يقرب من 3 غراي جرعة مكافئة للجسم بالكامل ، بالإضافة إلى ما يقرب من 6 غراي لليدين و 60 غراي إلى القدمين.
أبلغ أحد ضحايا الحادث القسم الطبي ، حيث اشتكى من الغثيان والقيء وآلام العضلات العامة. تم تشخيص أعراضه بشكل خاطئ في البداية على أنها أعراض الأنفلونزا. عندما ظهر المريض الثاني بنفس الأعراض تقريبًا ، تقرر أنه من المحتمل أن يكون قد تعرض للإشعاع بشكل كبير. شارات الفيلم التحقق من ذلك. أشرف الدكتور نيل والد ، قسم الصحة الإشعاعية بجامعة بيتسبرغ ، على اختبارات قياس الجرعات وعمل أيضًا كطبيب منسق في متابعة وعلاج المرضى.
قام الدكتور والد بسرعة كبيرة بنقل وحدات التصفية المطلقة إلى مستشفى بنسلفانيا الغربي في بيتسبرغ حيث تم إدخال المرضى الثلاثة. قام بإعداد هذه المرشحات المطلقة / مرشحات التدفق الصفحي لتنظيف بيئة المرضى من جميع الملوثات البيولوجية. تم استخدام وحدات "العزل العكسي" على مريض تعرض لـ Gy لمدة 1 يومًا ، وعلى مرضى تعرضوا لـ 16 و 3 Gy لمدة شهر ونصف تقريبًا.
وصل الدكتور إي دونال توماس من جامعة واشنطن لإجراء عملية زرع نخاع عظمي لمريض 6 Gy في اليوم الثامن بعد التعرض. عمل الأخ التوأم للمريض كمتبرع بنخاع العظم. على الرغم من أن هذا العلاج الطبي البطولي أنقذ حياة مريض 6 Gy ، إلا أنه لا يمكن فعل أي شيء لإنقاذ ذراعيه ورجليه ، حيث تلقى كل منهما عشرات الجرعات الممتصة.
الدروس المستفادة
إذا تم اتباع إجراء التشغيل البسيط المتمثل في استخدام مقياس المسح دائمًا عند دخول غرفة التعرض ، لكان من الممكن تجنب هذا الحادث المأساوي.
تم إغلاق قفلين متشابكين على الأقل لفترات طويلة قبل وقوع هذا الحادث. هزيمة التعشيق الواقية أمر لا يطاق.
يجب إجراء فحوصات الصيانة الدورية على أقفال الطاقة الكهربائية التي يتم تشغيلها بواسطة مفتاح التسريع.
أنقذت العناية الطبية في الوقت المناسب حياة الشخص الأكثر تعرضًا. كان الإجراء البطولي لعملية زرع نخاع العظم الكاملة جنبًا إلى جنب مع استخدام العزل العكسي والرعاية الطبية الجيدة كلها عوامل رئيسية في إنقاذ حياة هذا الشخص.
يمكن الحصول على مرشحات العزل العكسي في غضون ساعات ليتم تركيبها في أي مستشفى لرعاية المرضى المعرضين بشدة.
في وقت لاحق ، كانت السلطات الطبية المعنية بهؤلاء المرضى قد أوصت بالبتر في وقت مبكر وعلى مستوى نهائي في غضون شهرين أو ثلاثة أشهر بعد التعرض. يقلل البتر المبكر من احتمالية الإصابة بالعدوى ، ويعطي فترة أقصر من الألم الشديد ، ويقلل من مسكنات الألم المطلوبة للمريض ، وربما يقلل من إقامة المريض في المستشفى ، وربما يساهم في إعادة التأهيل المبكر. يجب بالطبع إجراء البتر المبكر أثناء ربط معلومات قياس الجرعات مع الملاحظات السريرية.
حادث مفاعل النموذج الأولي SL-1 (أيداهو ، الولايات المتحدة الأمريكية ، 3 يناير 1961)
هذا هو الحادث الأول (والوحيد حتى الآن) المميت في تاريخ عمليات المفاعلات الأمريكية. SL-1 هو نموذج أولي لمفاعل طاقة حزمة صغير للجيش (APPR) مصمم للنقل الجوي إلى المناطق النائية لإنتاج الطاقة الكهربائية. تم استخدام هذا المفاعل لاختبار الوقود ولتدريب طاقم المفاعل. تم تشغيله في موقع صحراوي نائي لمحطة اختبار المفاعل الوطني في أيداهو فولز ، أيداهو ، بواسطة هندسة الاحتراق للجيش الأمريكي. كان SL-1 ليس مفاعل طاقة تجاري (AEC 1961 ؛ الجمعية النووية الأمريكية 1961).
في وقت وقوع الحادث ، تم تحميل SL-1 بـ 40 عنصر وقود و 5 شفرات قضيب تحكم. يمكن أن ينتج مستوى طاقة 3 ميغاواط (حراري) وكان عبارة عن مفاعل غليان مبرد ومعدل.
وأسفر الحادث عن مقتل ثلاثة عسكريين. نتج الحادث عن سحب قضيب تحكم واحد لمسافة تزيد عن متر واحد. تسبب هذا في دخول المفاعل إلى الحرجية السريعة. السبب وراء سحب مشغل مفاعل ماهر ومرخص له خبرة كبيرة في عمليات إعادة التزود بالوقود سحب قضيب التحكم بعد نقطة توقفه العادية غير معروف.
كان أحد ضحايا الحادث الثلاثة على قيد الحياة عندما وصل أفراد الاستجابة الأولية إلى مكان الحادث لأول مرة. غطت نواتج الانشطار عالية النشاط جسده وغرقت في جلده. تم تسجيل أجزاء من جلد الضحية بما يزيد عن 4.4 غراي / ساعة عند 15 سم وأعاقت الإنقاذ والعلاج الطبي.
الدروس المستفادة
لم يتم تصميم أي مفاعل منذ وقوع حادث SL-1 بحيث يمكن وضعه في حالة "حرج سريع" باستخدام قضيب تحكم واحد.
يجب أن تحتوي جميع المفاعلات على عدادات مسح محمولة في الموقع لها نطاقات أكبر من 20 ملي غراي / ساعة. يوصى بمقاييس المسح التي يبلغ مدىها 10 غراي / ساعة كحد أقصى.
ملاحظة: أظهر حادث ثري مايل آيلاند أن 100 Gy / h هو النطاق المطلوب لكل من قياسات جاما وبيتا.
تكون مرافق العلاج مطلوبة حيث يمكن لمريض شديد التلوث أن يتلقى علاجًا طبيًا نهائيًا مع ضمانات معقولة للموظفين المرافقين. نظرًا لأن معظم هذه المرافق ستكون في عيادات مع مهام أخرى جارية ، فقد تتطلب السيطرة على الملوثات المشعة المحمولة جواً والماء أحكاماً خاصة.
ماكينات الاشعة الصناعية والتحليلية
إن التعرضات العرضية لأنظمة الأشعة السينية عديدة وغالبًا ما تنطوي على تعرضات عالية للغاية لأجزاء صغيرة من الجسم. ليس من غير المعتاد أن تنتج أنظمة حيود الأشعة السينية معدلات جرعة ممتصة تبلغ 5 Gy / s عند 10 سم من تركيز الأنبوب. على مسافات أقصر ، غالبًا ما تم قياس معدلات 100 Gy / s. عادةً ما تكون الحزمة ضيقة ، ولكن حتى التعرض لبضع ثوانٍ يمكن أن يؤدي إلى إصابة محلية شديدة (Lubenau et al. 1967 ؛ Lindell 1968 ؛ Haynie and Olsher 1981 ؛ ANSI 1977).
نظرًا لأن هذه الأنظمة تُستخدم غالبًا في ظروف "غير اعتيادية" ، فإنها تصلح لإنتاج حالات التعرض العرضي. يبدو أن أنظمة الأشعة السينية المستخدمة بشكل شائع في العمليات العادية آمنة بشكل معقول. لم يتسبب فشل المعدات في التعرضات الشديدة.
الدروس المستفادة من التعرض العرضي للأشعة السينية
حدثت معظم حالات التعرض العرضي أثناء الاستخدامات غير الروتينية عندما تم تفكيك المعدات جزئيًا أو إزالة أغطية الدرع.
في حالات التعرض الأكثر خطورة ، كان هناك نقص في التعليمات المناسبة للموظفين وموظفي الصيانة.
إذا تم استخدام طرق بسيطة وآمنة لضمان إيقاف تشغيل أنابيب الأشعة السينية أثناء عمليات الإصلاح والصيانة ، لكان من الممكن تجنب العديد من حالات التعرض العرضي.
يجب استخدام مقاييس جرعات الإصبع أو الرسغ للمشغلين وأفراد الصيانة الذين يعملون مع هذه الآلات.
إذا كانت هناك حاجة للتشابك ، لكان من الممكن تجنب العديد من حالات التعرض العرضي.
كان خطأ المشغل سببًا مساهمًا في معظم الحوادث. غالبًا ما أدى عدم وجود حاويات مناسبة أو تصميم تدريع رديء إلى تفاقم الموقف.
Iحوادث التصوير الشعاعي الصناعي
منذ الخمسينيات وحتى السبعينيات ، كان أعلى معدل لحوادث الإشعاع لنشاط واحد دائمًا لعمليات التصوير الشعاعي الصناعية (الوكالة الدولية للطاقة الذرية 1950 ، 1970). لا تزال الهيئات التنظيمية الوطنية تكافح لخفض المعدل من خلال مجموعة من اللوائح المحسنة ومتطلبات التدريب الصارمة وسياسات التفتيش والإنفاذ الأكثر صرامة (USCFR 1969). نجحت هذه الجهود التنظيمية بشكل عام ، ولكن لا تزال تحدث العديد من الحوادث المرتبطة بالتصوير الشعاعي الصناعي. قد يكون التشريع الذي يسمح بغرامات مالية ضخمة هو الأداة الأكثر فعالية في الحفاظ على السلامة الإشعاعية مركزة في أذهان إدارة التصوير الشعاعي الصناعي (وبالتالي ، أيضًا ، في أذهان العمال).
أسباب حوادث التصوير الشعاعي الصناعي
تدريب العمال. من المحتمل أن يكون للتصوير الشعاعي الصناعي متطلبات تعليمية وتدريبية أقل من أي نوع آخر من العمل الإشعاعي. لذلك ، يجب تنفيذ متطلبات التدريب الحالية بصرامة.
حافز إنتاج العامل. لسنوات ، كان التركيز الرئيسي لمصوري الأشعة الصناعية على كمية الصور الشعاعية الناجحة التي يتم إنتاجها يوميًا. يمكن أن تؤدي هذه الممارسة إلى أعمال غير آمنة وكذلك إلى عدم استخدام عرضي لقياس جرعات الأفراد بحيث لا يتم اكتشاف تجاوز حدود الجرعة المكافئة.
عدم وجود المسوحات المناسبة. يعد المسح الشامل لخنازير المصدر (حاويات التخزين) (الشكل 1) بعد كل تعرض هو الأكثر أهمية. إن عدم إجراء هذه المسوح هو السبب الوحيد الأكثر احتمالاً للتعرضات غير الضرورية ، وكثير منها غير مسجَّل ، حيث نادرًا ما يستخدم المصورون الشعاعيون مقاييس جرعات اليد أو الإصبع (الشكل 1).
الشكل 1. كاميرا التصوير الشعاعي الصناعي
مشاكل المعدات. بسبب الاستخدام المكثف لكاميرات التصوير الشعاعي الصناعية ، يمكن لآليات لف المصدر أن تتلاشى وتتسبب في عدم تراجع المصدر تمامًا إلى وضع التخزين الآمن (النقطة أ في الشكل 1). هناك أيضًا العديد من حالات فشل تعشيق مصدر الخزانة التي تتسبب في التعرض العرضي للأفراد.
تصميم خطط الطوارئ
يوجد العديد من الإرشادات الممتازة ، العامة والخاصة ، لتصميم خطط الطوارئ. بعض المراجع مفيدة بشكل خاص. هذه ترد في القراءات المقترحة في نهاية هذا الفصل.
الصياغة الأولية لخطة وإجراءات الطوارئ
أولاً ، يجب على المرء تقييم مخزون المواد المشعة بالكامل للمنشأة المعنية. ثم يجب تحليل الحوادث ذات المصداقية حتى يتمكن المرء من تحديد شروط إطلاق المصدر القصوى المحتملة. بعد ذلك ، يجب أن تمكّن الخطة وإجراءاتها مشغلي المنشأة من:
أنواع الحوادث المرتبطة بالمفاعلات النووية
فيما يلي قائمة ، من الأرجح إلى الأقل احتمالية ، بأنواع الحوادث المرتبطة بالمفاعلات النووية. (الحادث غير النووي ، من النوع الصناعي العام هو الأكثر ترجيحًا إلى حد بعيد).
النويدات المشعة المتوقعة من حوادث المفاعل المبرد بالماء:
الشكل 2. مثال على خطة الطوارئ لمحطة الطاقة النووية ، جدول المحتويات
خطة الطوارئ النموذجية لمحطة الطاقة النووية ، جدول المحتويات
الشكل 2 هو مثال لجدول محتويات لخطة الطوارئ لمحطة الطاقة النووية. يجب أن تتضمن هذه الخطة كل فصل موضح وأن تكون مصممة لتلبية المتطلبات المحلية. ترد قائمة بإجراءات تنفيذ مفاعل الطاقة النموذجي في الشكل 3.
الشكل 3. الإجراءات النموذجية لتنفيذ مفاعل الطاقة
المراقبة البيئية الإشعاعية أثناء الحوادث
غالبًا ما تسمى هذه المهمة EREMP (برنامج المراقبة البيئية الإشعاعية الطارئة) في المنشآت الكبيرة.
كان أحد أهم الدروس المستفادة للجنة التنظيم النووي الأمريكية والوكالات الحكومية الأخرى من حادث جزيرة ثري مايل هو أنه لا يمكن للمرء تنفيذ EREMP بنجاح في يوم أو يومين دون تخطيط مسبق مكثف. على الرغم من أن حكومة الولايات المتحدة أنفقت عدة ملايين من الدولارات على مراقبة البيئة حول محطة ثري مايل آيلاند النووية أثناء الحادث ، إلا أن أقل من 5% من إجمالي الإطلاقات التي تم قياسها. كان هذا بسبب التخطيط المسبق السيئ وغير الكافي.
تصميم برامج المراقبة البيئية الإشعاعية الطارئة
أظهرت التجربة أن EREMP الناجح الوحيد هو الذي تم تصميمه في برنامج الرصد البيئي الإشعاعي الروتيني. خلال الأيام الأولى لحادث جزيرة ثري مايل ، تم التعرف على أنه لا يمكن إنشاء EREMP فعال بنجاح في يوم أو يومين ، بغض النظر عن مقدار القوى العاملة والأموال المستخدمة في البرنامج.
مواقع أخذ العينات
سيتم استخدام جميع مواقع برنامج المراقبة البيئية الإشعاعية الروتينية أثناء مراقبة الحوادث على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك ، يجب إنشاء عدد من المواقع الجديدة بحيث يكون لفرق المسح الآلية مواقع محددة مسبقًا في كل جزء من كل قطاع 22 درجة (انظر الشكل 3). بشكل عام ، ستكون مواقع أخذ العينات في مناطق بها طرق. ومع ذلك ، يجب إجراء استثناءات للمواقع التي يتعذر الوصول إليها عادةً ولكن يحتمل أن تكون مشغولة مثل أراضي المعسكرات ومسارات المشي لمسافات طويلة على بعد حوالي 16 كم في اتجاه الريح من وقوع الحادث.
الشكل 3. تعيينات القطاع والمنطقة لأخذ العينات الإشعاعية ونقاط المراقبة داخل مناطق التخطيط للطوارئ
يوضح الشكل 3 تعيين القطاع والمنطقة لنقاط المراقبة الإشعاعية والبيئية. يمكن للمرء أن يعين قطاعات 22 درجة حسب الاتجاهات الأساسية (على سبيل المثال ، N, NNEو NE) أو بأحرف بسيطة (على سبيل المثال ، A من خلال R). ومع ذلك ، لا يوصى باستخدام الحروف لأنه من السهل الخلط بينها وبين تدوين الاتجاه. على سبيل المثال ، من غير المربك استخدام الاتجاه W For غرب بدلا من الرسالة N.
يجب زيارة كل موقع عينة محدد خلال تدريب تدريبي حتى يكون الأشخاص المسؤولون عن المراقبة وأخذ العينات على دراية بموقع كل نقطة وسيكونون على دراية "بالمساحات الميتة" اللاسلكية والطرق السيئة ومشاكل العثور على المواقع في الظلام وهكذا. نظرًا لعدم تغطية أي تدريبات جميع المواقع المحددة مسبقًا داخل منطقة الحماية الطارئة البالغ طولها 16 كم ، يجب تصميم التدريبات بحيث تتم زيارة جميع نقاط العينة في نهاية المطاف. غالبًا ما يكون من المفيد التحديد المسبق لقدرة مركبات فريق المسح على التواصل مع كل نقطة محددة مسبقًا. يتم اختيار المواقع الفعلية لنقاط العينة باستخدام نفس المعايير كما في REMP (NRC 1980) ؛ على سبيل المثال ، خط الموقع ، الحد الأدنى من منطقة الاستبعاد ، أقرب فرد ، أقرب مجتمع ، أقرب مدرسة ، مستشفى ، دار رعاية ، قطيع حيوانات حلوب ، حديقة ، مزرعة وما إلى ذلك.
فريق مسح الرصد الإشعاعي
أثناء وقوع حادث ينطوي على انبعاثات كبيرة لمواد مشعة ، يجب أن تراقب فرق المراقبة الإشعاعية باستمرار في الميدان. يجب عليهم أيضًا المراقبة المستمرة في الموقع إذا سمحت الظروف بذلك. عادة ، ستراقب هذه الفرق إشعاع غاما وبيتا المحيطين وتعاين الهواء بحثًا عن وجود الجسيمات المشعة والهالوجينات.
يجب أن تكون هذه الفرق مدربة تدريباً جيداً في جميع إجراءات المراقبة ، بما في ذلك مراقبة التعرضات الخاصة بها ، وأن تكون قادرة على نقل هذه البيانات بدقة إلى المحطة الأساسية. يجب الإبلاغ بعناية عن التفاصيل مثل نوع عداد المسح والرقم التسلسلي وحالة النافذة المفتوحة أو المغلقة في أوراق تسجيل جيدة التصميم.
في بداية حالة الطوارئ ، قد يضطر فريق مراقبة الطوارئ إلى المراقبة لمدة 12 ساعة دون انقطاع. ومع ذلك ، بعد الفترة الأولية ، يجب تقليل الوقت الميداني لفريق المسح إلى ثماني ساعات مع استراحة واحدة على الأقل لمدة 30 دقيقة.
نظرًا لأنه قد تكون هناك حاجة إلى المراقبة المستمرة ، يجب أن تكون هناك إجراءات لتزويد فرق المسح بالطعام والشراب ، وأدوات الاستبدال والبطاريات ، ونقل مرشحات الهواء ذهابًا وإيابًا.
على الرغم من أن فرق المسح ستعمل على الأرجح 12 ساعة في كل وردية ، إلا أن هناك حاجة لثلاث نوبات في اليوم لتوفير المراقبة المستمرة. خلال حادث جزيرة ثري مايل ، تم نشر ما لا يقل عن خمسة فرق مراقبة في أي وقت خلال الأسبوعين الأولين. يجب التخطيط مسبقًا للوجستيات لدعم مثل هذا الجهد بعناية.
فريق أخذ العينات الإشعاعية البيئية
تعتمد أنواع العينات البيئية المأخوذة أثناء وقوع حادث على نوع الإطلاقات (المحمولة جواً مقابل الماء) واتجاه الرياح والوقت من العام. يجب أخذ عينات التربة ومياه الشرب حتى في فصل الشتاء. على الرغم من أنه قد لا يتم الكشف عن إطلاقات الهالوجين المشع ، يجب أخذ عينات الحليب بسبب عامل التراكم الأحيائي الكبير.
يجب أخذ العديد من العينات الغذائية والبيئية لطمأنة الجمهور على الرغم من أن الأسباب الفنية قد لا تبرر الجهد المبذول. بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون هذه البيانات لا تقدر بثمن خلال أي إجراءات قانونية لاحقة.
تعد أوراق السجل المخطط لها مسبقًا باستخدام إجراءات البيانات خارج الموقع المدروسة بعناية ضرورية للعينات البيئية. يجب أن يكون جميع الأشخاص الذين يأخذون عينات بيئية قد أظهروا فهماً واضحاً للإجراءات وأن يكون لديهم تدريب ميداني موثق.
إذا أمكن ، يجب أن يتم جمع بيانات العينة البيئية خارج الموقع بواسطة مجموعة مستقلة خارج الموقع. من المفضل أيضًا أن يتم أخذ عينات بيئية روتينية من قبل نفس المجموعة خارج الموقع ، بحيث يمكن استخدام المجموعة القيمة في الموقع لجمع البيانات الأخرى أثناء وقوع حادث.
ومن الجدير بالذكر أنه خلال حادث جزيرة ثري مايل ، تم جمع كل عينة بيئية يجب أخذها ، ولم يتم فقد عينة بيئية واحدة. حدث هذا على الرغم من زيادة معدل أخذ العينات بأكثر من عشرة أضعاف معدلات أخذ العينات قبل وقوع الحادث.
معدات مراقبة الطوارئ
يجب أن يكون مخزون معدات مراقبة الطوارئ على الأقل ضعف ما هو مطلوب في أي وقت. يجب وضع الخزائن حول المجمعات النووية في أماكن مختلفة حتى لا يمنع حادث واحد الوصول إلى كل هذه الخزانات. لضمان الجاهزية ، يجب جرد المعدات وفحص معايرتها على الأقل مرتين في السنة وبعد كل تمرين. يجب أن تكون الشاحنات الصغيرة والشاحنات في المنشآت النووية الكبيرة مجهزة بالكامل لمراقبة الطوارئ في الموقع وخارجه.
قد تكون مختبرات العد في الموقع غير قابلة للاستخدام أثناء الطوارئ. لذلك ، يجب إجراء ترتيبات مسبقة لمختبر عد بديل أو متنقل. هذا هو مطلب الآن لمحطات الطاقة النووية الأمريكية (USNRC 1983).
يجب أن يفي نوع معدات المراقبة البيئية ومدى تطورها بمتطلبات حضور أسوأ حادث في المنشأة النووية. فيما يلي قائمة بمعدات المراقبة البيئية النموذجية المطلوبة لمحطات الطاقة النووية:
الشكل 4. فني تصوير إشعاعي صناعي يرتدي شارة TLD ومقياس جرعات دائري بالحرارة (اختياري في الولايات المتحدة)
تحليل البيانات
يجب تحويل تحليل البيانات البيئية أثناء وقوع حادث خطير في أقرب وقت ممكن إلى موقع خارج الموقع مثل مرفق الطوارئ خارج الموقع.
يجب وضع إرشادات محددة مسبقًا حول موعد إبلاغ بيانات العينة البيئية للإدارة. يجب الاتفاق على طريقة وتواتر نقل بيانات العينة البيئية للجهات الحكومية في وقت مبكر من وقوع الحادث.
دروس فيزياء الصحة والكيمياء الإشعاعية المستفادة من حادث جزيرة ثري مايل
كانت هناك حاجة إلى استشاريين خارجيين لأداء الأنشطة التالية لأن علماء فيزياء صحة النبات كانوا مشغولين بالكامل بواجبات أخرى خلال الساعات الأولى من حادث جزيرة ثري مايل في 28 مارس 1979:
تتضمن القائمة أعلاه أمثلة للأنشطة التي لا يستطيع طاقم فيزياء الصحة العامة النموذجي إنجازها بشكل كافٍ أثناء وقوع حادث خطير. كان موظفو الفيزياء الصحية في ثري مايل آيلاند يتمتعون بخبرة كبيرة ومعرفة وكفاءة. لقد عملوا من 15 إلى 20 ساعة يوميًا في أول أسبوعين من وقوع الحادث دون انقطاع. ومع ذلك ، كانت المتطلبات الإضافية الناجمة عن الحادث كثيرة جدًا لدرجة أنهم لم يتمكنوا من أداء العديد من المهام الروتينية المهمة التي كان من السهل عادةً أداؤها.
الدروس المستفادة من حادث جزيرة ثري مايل تشمل:
دخول المبنى الإضافي أثناء الحادث
أخذ عينات سائل التبريد الأساسي أثناء الحادث
دخول غرفة صمام المكياج
الإجراءات الوقائية والمراقبة البيئية خارج الموقع من منظور الحكومة المحلية
حادث Goiânia الإشعاعي لعام 1985
أ 51 تيرا بايت 137سرقت وحدة المعالجة عن بعد Cs من عيادة مهجورة في Goiânia ، البرازيل ، في 13 سبتمبر 1985 أو حوالي ذلك. أخذ شخصان يبحثان عن الخردة المعدنية إلى المنزل تجميع المصدر لوحدة المعالجة عن بعد وحاولا تفكيك الأجزاء. كان معدل الجرعة الممتصة من مجموعة المصدر حوالي 46 Gy / ساعة عند 1 متر. لم يفهموا معنى رمز الإشعاع ثلاثي الشفرات على كبسولة المصدر.
تمزق كبسولة المصدر أثناء التفكيك. كلوريد السيزيوم 137 عالي الذوبان (137تم توزيع مسحوق CsCl) في جميع أنحاء جزء من هذه المدينة التي يبلغ عدد سكانها 1,000,000 نسمة وتسبب في واحدة من أخطر حوادث المصدر المختومة في التاريخ.
بعد التفكيك ، تم بيع بقايا تجميع المصدر إلى تاجر خردة. اكتشف أن 137توهج مسحوق CsCl في الظلام بلون أزرق (على الأرجح ، كان هذا إشعاع Cerenkov). كان يعتقد أن المسحوق يمكن أن يكون حجر كريم أو حتى خارق للطبيعة. جاء العديد من الأصدقاء والأقارب لرؤية التوهج "الرائع". تم توزيع أجزاء من المصدر على عدد من العائلات. استمرت هذه العملية لنحو خمسة أيام. بحلول هذا الوقت ، أصيب عدد من الأشخاص بأعراض متلازمة الجهاز الهضمي من التعرض للإشعاع.
المرضى الذين ذهبوا إلى المستشفى يعانون من اضطرابات معدية معوية حادة تم تشخيصهم خطأً على أنهم يعانون من حساسية تجاه شيء يأكلونه. تم الاشتباه بإصابة مريض يعاني من آثار جلدية شديدة نتيجة التعامل مع المصدر بأنه مصاب ببعض الأمراض الجلدية الاستوائية وتم إرساله إلى مستشفى الأمراض الاستوائية.
استمر هذا التسلسل المأساوي للأحداث دون أن يكتشفه موظفون مطلعون لمدة أسبوعين تقريبًا. يفرك كثير من الناس 137مسحوق CsCl على جلودهم حتى يتوهجوا باللون الأزرق. ربما استمر التسلسل لفترة أطول بكثير باستثناء أن أحد الأشخاص المشععين ربط المرض أخيرًا بكبسولة المصدر. أخذت ما تبقى من 137مصدر CsCl على متن حافلة إلى إدارة الصحة العامة في Goiânia حيث غادرته. قام فيزيائي طبي زائر بمسح المصدر في اليوم التالي. وقد اتخذ إجراءات بمبادرة منه لإخلاء منطقتين خردة وإبلاغ السلطات. كانت سرعة وحجم استجابة الحكومة البرازيلية ، بمجرد علمها بالحادث ، مثيرة للإعجاب.
أصيب حوالي 249 شخصًا. تم نقل 4 إلى المستشفى. توفي أربعة أشخاص ، أحدهم كان فتاة تبلغ من العمر ست سنوات تلقت جرعة داخلية تبلغ حوالي 1 غراي من تناول حوالي 10 غيغابايت (XNUMX).9 Bq) من 137سي اس.
الاستجابة للحادث
كانت أهداف مرحلة الاستجابة الأولية هي:
الفريق الطبي في البداية:
فيزيائيو الصحة:
النتائج
مرضى متلازمة الإشعاع الحادة
توفي أربعة مرضى نتيجة امتصاص جرعات تتراوح من 4 إلى 6 جراي. أظهر مريضان انخفاضًا حادًا في نخاع العظم ، لكنهما عاشا على الرغم من الجرعات الممتصة البالغة 6.2 و 7.1 غراي (تقدير وراثي خلوي). نجا أربعة مرضى بجرعات ممتصة مقدرة من 2.5 إلى 4 جراي.
إصابة الجلد الناتجة عن الإشعاع
أصيب تسعة عشر من بين عشرين مريضًا في المستشفى بإصابات جلدية ناجمة عن الإشعاع ، والتي بدأت بالتورم والتقرح. تمزق هذه الآفات فيما بعد وتفرز السوائل. طورت عشرة من أصل تسعة عشر إصابة جلدية آفات عميقة بعد حوالي أربعة إلى خمسة أسابيع من التشعيع. كانت هذه الآفات العميقة مؤشرا على تعرض الأنسجة العميقة بشكل كبير لأشعة جاما.
كل الآفات الجلدية كانت ملوثة بـ 137Cs ، مع معدلات جرعة ممتصة تصل إلى 15 ملي غرام / ساعة.
الفتاة البالغة من العمر ست سنوات التي تناولت 1 تيرابكريل من 137كان Cs (والذي توفي بعد شهر واحد) مصابًا بتلوث جلدي معمم بلغ متوسطه 3 مللي جرام / ساعة.
طلب مريض واحد البتر بعد حوالي شهر من التعرض. كان تصوير تجمع الدم مفيدًا في تحديد الترسيم بين الشرايين المصابة والطبيعية.
نتيجة التلوث الداخلي
أظهرت الاختبارات الإحصائية عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين أعباء الجسم التي تم تحديدها من خلال عد الجسم بالكامل مقابل تلك التي تم تحديدها من خلال بيانات إفراز المسالك البولية.
تم التحقق من صحة النماذج التي تتعلق ببيانات المقايسة الحيوية مع المآخذ وعبء الجسم. كانت هذه النماذج قابلة للتطبيق أيضًا على الفئات العمرية المختلفة.
كان Prussian Blue مفيدًا في تعزيز القضاء على 137CsCl من الجسم (إذا كانت الجرعة أكبر من 3 Gy / d).
تلقى سبعة عشر مريضا مدرات البول للقضاء على 137أعباء الجسم CsCl. كانت مدرات البول غير فعالة في التخلص من الشركات 137تم إيقاف Cs واستخدامها.
تطهير الجلد
تطهير الجلد باستخدام الصابون والماء وحمض الخليك وثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) على جميع المرضى. كان هذا التطهير ناجحًا جزئيًا فقط. وقد قيل أن التعرق أدى إلى تلوث الجلد من جديد 137عبء الجسم Cs.
يصعب تطهير الآفات الجلدية الملوثة. قلل تقشير الجلد الميت من مستويات التلوث بشكل كبير.
دراسة متابعة لتقييم جرعة التحليل الوراثي الخلوي
يتبع تكرار الانحرافات في الخلايا الليمفاوية في أوقات مختلفة بعد الحادث ثلاثة أنماط رئيسية:
في حالتين ، ظلت تواتر حدوث الانحرافات ثابتة حتى شهر واحد بعد وقوع الحادث وانخفضت إلى حوالي 30% من التردد الأولي بعد ثلاثة أشهر.
في حالتين انخفاض تدريجي بنحو 20% كل ثلاثة أشهر.
في حالتين من حالات التلوث الداخلي الأعلى كانت هناك زيادات في معدل حدوث الانحرافات (بحوالي 50% و 100%) على مدى ثلاثة أشهر.
متابعة دراسات على 137أعباء الجسم CS
مستويات العمل للتدخل
تمت التوصية بإخلاء المنزل لمعدلات الجرعة الممتصة التي تزيد عن 10 ميكروغرام / ساعة على ارتفاع 1 متر داخل المنزل.
استند التطهير العلاجي للممتلكات والملابس والأتربة والغذاء على أساس شخص لا يتجاوز 5 ملي جراي في السنة. أدى تطبيق هذا المعيار على مسارات مختلفة إلى تطهير المنزل من الداخل إذا كانت الجرعة الممتصة يمكن أن تتجاوز 1 ملي جراي في السنة وإزالة تلوث التربة إذا كان معدل الجرعة الممتصة يمكن أن يتجاوز 4 ملي جراي في السنة (3 ملي جراي من الإشعاع الخارجي و 1 ملي جراي من الإشعاع الخارجي. الإشعاع الداخلي).
وحدة مفاعل تشيرنوبيل للطاقة النووية 4 حادث عام 1986
وصف عام للحادث
وقع أسوأ حادث مفاعل للطاقة النووية في العالم في 26 أبريل 1986 أثناء اختبار الهندسة الكهربائية منخفض الطاقة للغاية. من أجل إجراء هذا الاختبار ، تم إيقاف تشغيل عدد من أنظمة الأمان أو حظرها.
كانت هذه الوحدة من طراز RBMK-1000 ، نوع المفاعل الذي أنتج حوالي 65% من جميع الطاقة النووية المولدة في الاتحاد السوفياتي. كان مفاعل الجرافيت الذي يعمل بالماء المغلي ويولد 1,000 ميجاوات من الكهرباء (MW). لا يحتوي RBMK-1000 على مبنى احتواء تم اختباره للضغط ولا يتم بناؤه بشكل شائع في معظم البلدان.
ذهب المفاعل بسرعة حرجة وأنتج سلسلة من الانفجارات البخارية. فجرت الانفجارات الجزء العلوي من المفاعل بالكامل ، ودمرت الهيكل الرقيق الذي يغطي المفاعل ، وبدأت سلسلة من الحرائق على الأسطح الإسفلتية السميكة للوحدتين 3 و 4. واستمرت الانبعاثات المشعة لمدة عشرة أيام ، ومات 31 شخصًا. درس وفد اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لدى الوكالة الدولية للطاقة الذرية الحادث. وذكروا أن تجارب محطة تشيرنوبيل 4 RBMK التي تسببت في وقوع الحادث لم تحصل على الموافقة المطلوبة وأن القواعد المكتوبة بشأن تدابير سلامة المفاعل غير كافية. وذكر الوفد كذلك ، "لم يكن الموظفون المعنيون مستعدين بشكل كاف للاختبارات ولم يكونوا على دراية بالمخاطر المحتملة". خلقت هذه السلسلة من الاختبارات الظروف لحالة الطوارئ وأدت إلى حادث مفاعل يعتقد معظمهم أنه لن يحدث أبدًا.
إطلاق نواتج الانشطار الناتجة عن حوادث الوحدة 4 في تشيرنوبيل
صدر النشاط الإجمالي
ما يقرب من 1,900 PBq من نواتج الانشطار والوقود (والتي تم تصنيفها معًا أدمة من قبل فريق Three Mile Island Accident Recovery Team) على مدار الأيام العشرة التي استغرقها الأمر لإخماد جميع الحرائق وإغلاق الوحدة 4 بمادة حماية ممتصة للنيوترون. الوحدة 4 هي الآن تابوت من الصلب والخرسانة مغلق بشكل دائم يحتوي بشكل صحيح على الكوريوم المتبقي داخل وحول بقايا قلب المفاعل المدمر.
تم إطلاق 1,900 في المائة من XNUMX PBq في اليوم الأول من الحادث. تم الإفراج عن الباقين خلال الأيام التسعة التالية.
وكانت أهم الإطلاقات الإشعاعية هي 270 PBq من 131أنا ، 8.1 PBq من 90ريال و 37 PBq of 137سي اس. يمكن مقارنة ذلك بحادث جزيرة ثري مايل ، الذي أطلق 7.4 تيرا بايت of 131أنا ولا قابلة للقياس 90ريال أو 137سي اس.
التشتت البيئي للمواد المشعة
كانت الإصدارات الأولى في اتجاه شمالي بشكل عام ، لكن الإصدارات اللاحقة اتجهت نحو الاتجاهين الغربي والجنوب الغربي. وصل العمود الأول إلى السويد وفنلندا في 27 أبريل. اكتشفت برامج المراقبة البيئية الإشعاعية لمحطة الطاقة النووية على الفور الإطلاق وأبلغت العالم بالحادث. انجرف جزء من هذا العمود الأول إلى بولندا وألمانيا الشرقية. اجتاحت أعمدة بعد ذلك شرق ووسط أوروبا في 29 و 30 أبريل. بعد ذلك ، شهدت المملكة المتحدة إطلاق تشيرنوبيل في 2 مايو ، تليها اليابان والصين في 4 مايو ، والهند في 5 مايو وكندا والولايات المتحدة في 5 و 6 مايو. لم يبلغ نصف الكرة الجنوبي عن اكتشاف هذا العمود.
ترسب العمود كان يحكمه في الغالب هطول الأمطار. نمط تداعيات النويدات المشعة الرئيسية (131I, 137ج ، 134Cs و 90Sr) متغير للغاية ، حتى داخل الاتحاد السوفيتي. وجاء الخطر الرئيسي من التشعيع الخارجي من ترسب السطح ، وكذلك من تناول طعام ملوث.
العواقب الإشعاعية لحادث الوحدة الرابعة في تشيرنوبيل
العواقب الصحية الحادة العامة
توفي شخصان على الفور ، أحدهما أثناء انهيار المبنى والآخر بعد 5.5 ساعات من الحروق الحرارية. وتوفي 28 من طاقم المفاعل وطاقم إطفاء الحرائق متأثرين بجروح الإشعاع. كانت جرعات الإشعاع للسكان خارج الموقع أقل من المستويات التي يمكن أن تسبب تأثيرات إشعاعية فورية.
ضاعف حادث تشيرنوبيل تقريبًا إجمالي عدد الوفيات في جميع أنحاء العالم بسبب حوادث الإشعاع حتى عام 1986 (من 32 إلى 61). (من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن القتلى الثلاثة في حادث مفاعل SL-1 في الولايات المتحدة مدرجون على أنهم بسبب انفجار بخاري وأن أول شخصين لقيا حتفهما في تشيرنوبيل لم يتم إدراجهما ضمن الوفيات الناجمة عن حادث إشعاعي).
العوامل التي أثرت على العواقب الصحية في الموقع للحادث
لم يكن قياس جرعات الأفراد في الموقع الأكثر عرضة للخطر. يشير غياب الغثيان أو القيء خلال الست ساعات الأولى بعد التعرض بشكل موثوق إلى هؤلاء المرضى الذين تلقوا أقل من الجرعات الممتصة التي يحتمل أن تكون قاتلة. كان هذا أيضًا مؤشرًا جيدًا على المرضى الذين لم يحتاجوا إلى عناية طبية فورية بسبب التعرض للإشعاع. كانت هذه المعلومات مع بيانات الدم (انخفاض في عدد الخلايا الليمفاوية) أكثر فائدة من بيانات قياس جرعات الأفراد.
سمحت الملابس الواقية الثقيلة لرجال الإطفاء (قماش مسامي) لمنتجات انشطارية عالية النشاط أن تلامس الجلد العاري. تسببت جرعات بيتا هذه في حروق جلدية شديدة وكانت عاملاً مهمًا في العديد من الوفيات. أصيب XNUMX عاملاً بحروق شديدة في الجلد. كانت الحروق صعبة للغاية في العلاج وكانت عنصرًا خطيرًا معقدًا. جعلوا من المستحيل تطهير المرضى قبل نقلهم إلى المستشفيات.
لم تكن هناك أعباء جسدية مشعة داخلية ذات أهمية إكلينيكية في هذا الوقت. كان لدى شخصين فقط أعباء جسدية عالية (ولكن ليست مهمة سريريًا).
من بين حوالي 1,000 شخص تم فحصهم ، تم نقل 115 شخصًا إلى المستشفى بسبب متلازمة الإشعاع الحادة. أصيب ثمانية من العاملين في الموقع بمتلازمة الإشعاع الحادة.
كما هو متوقع ، لم يكن هناك دليل على التعرض للنيوترونات. (يبحث الاختبار عن الصوديوم 24 (24نا) في الدم.)
العوامل التي أثرت على العواقب الصحية خارج الموقع للحادث
يمكن تقسيم إجراءات الحماية العامة إلى أربع فترات متميزة.
تم بذل جهد كبير في تطهير المناطق خارج الموقع.
تم الإبلاغ عن إجمالي الجرعة الإشعاعية لسكان الاتحاد السوفياتي من قبل لجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع الذري (UNSCEAR) لتكون 226,000 شخص سيفرت (72,000 شخص سيفرت خلال السنة الأولى). المقدار المكافئ للجرعة الجماعية في جميع أنحاء العالم هو في حدود 600,000 شخص سيفرت. سيؤدي الوقت والدراسة الإضافية إلى تنقيح هذا التقدير (UNSCEAR 1988).
منظمات دولية
الوكالة الدولية للطاقة الذرية
صندوق بريد P.O. Box 100
A-1400 فيينا
النمسا
اللجنة الدولية لوحدات وقياسات الإشعاع
7910 شارع وودمونت
بيثيسدا ، ماريلاند 20814
الولايات المتحدة الأمريكية
اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع
صندوق بريد رقم 35
ديدكوت ، أوكسفوردشاير
أوكس11 0 آر جي
المملكة المتحدة
الرابطة الدولية للحماية من الإشعاع
جامعة ايندهوفن للتكنولوجيا
صندوق بريد P.O. Box 662
5600 AR أيندهوفن
Netherlands
لجنة الأمم المتحدة المعنية بآثار الإشعاع الذري
شركاء برنام
محرك التجميع 4611-F
لانهام ، ماريلاند 20706-4391
الولايات المتحدة الأمريكية
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.
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
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
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:
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.
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
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:
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.
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:
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
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 |
105-106 Wm-2sr-1 |
مصابيح خيوط الهالوجين التنغستن |
(انظر مصابيح خيوط التنغستن) |
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 |
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
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
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).
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):
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:
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.
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:
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 |
5.0 ميكرو جول / سم2 لمدة 1 نانوثانية إلى 50 ميكرو ثانية |
ثاني أوكسيد الكربون |
10-6 ميكرومتر |
100 ميغاواط / سم2 لمدة 10 ثوان |
أول أكسيد الكربون |
≈5 ميكرومتر |
حتى 8 ساعات ، مساحة محدودة |
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.
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:
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
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
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.
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:
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:
يجب أن تتضمن المعلومات المتعلقة بحالة التعرض ما يلي:
يلخص الجدول 2 نتائج المسوحات التي أجريت في البيئات المهنية.
الجدول 2. المصادر المهنية للتعرض للمجالات المغناطيسية
مصدر |
الفيض المغناطيسي |
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:
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:
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 |
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 |
100-1,000 |
التغييرات في وظيفة الشبكية |
|
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:
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. لا توجد فروق ذات دلالة إحصائية في عدد خلايا الدم أو بروتينات الدم أو الدم |
التعرض المستمر للمجالات بين 2.8 و 19.7 كيلو فولت / م 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 |
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 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 |
التعرض لـ 340 كيلو فولت / م لمدة 22 ساعة / يوم قبل وأثناء وبعد |
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. |
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 |
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:
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).
الاهتزاز هو حركة تذبذبية. يلخص هذا الفصل استجابات الإنسان تجاه اهتزاز الجسم بالكامل والاهتزازات المنقولة يدويًا وأسباب دوار الحركة.
اهتزاز الجسم بالكامل يحدث عندما يتم دعم الجسم على سطح يهتز (على سبيل المثال ، عند الجلوس على مقعد يهتز ، أو الوقوف على أرضية مهتزة أو مستلقي على سطح مهتز). يحدث اهتزاز الجسم بالكامل في جميع أشكال النقل وعند العمل بالقرب من بعض الآلات الصناعية.
الاهتزازات المنقولة باليد هو الاهتزاز الذي يدخل الجسم عن طريق اليدين. يحدث هذا بسبب عمليات مختلفة في الصناعة والزراعة والتعدين والبناء حيث يتم الإمساك بالأدوات أو قطع العمل أو دفعها باليدين أو الأصابع. يمكن أن يؤدي التعرض للاهتزاز المنقول باليد إلى تطور العديد من الاضطرابات.
دوار الحركة يمكن أن يحدث بسبب تذبذب التردد المنخفض للجسم ، وبعض أنواع دوران الجسم وحركة العروض بالنسبة للجسم.
حجم
تتضمن عمليات الإزاحة التذبذبية لجسم ما سرعة في اتجاه واحد بالتناوب ثم سرعة في الاتجاه المعاكس. يعني هذا التغيير في السرعة أن الجسم يتسارع باستمرار ، أولاً في اتجاه واحد ثم في الاتجاه المعاكس. يمكن قياس حجم الاهتزاز من خلال إزاحته أو سرعته أو تسارعه. للراحة العملية ، يُقاس التسارع عادةً بمقاييس التسارع. وحدات التسارع متر في الثانية في الثانية (م / ث2). التسارع الناتج عن جاذبية الأرض حوالي 9.81 م / ث2.
يمكن التعبير عن حجم التذبذب على أنه المسافة بين الأطراف التي وصلت إليها الحركة (قيمة الذروة إلى الذروة) أو المسافة من نقطة مركزية إلى أقصى انحراف (قيمة الذروة). في كثير من الأحيان ، يتم التعبير عن حجم الاهتزاز من حيث متوسط قياس تسارع الحركة التذبذبية ، وعادة ما تكون قيمة الجذر التربيعي (م / ث)2 rms). بالنسبة لحركة تردد واحد (جيبية) ، تكون قيمة جذر متوسط التربيع هي قيمة الذروة مقسومة على √2.
بالنسبة للحركة الجيبية ، فإن التسارع ، a (في م / ث2) ، يمكن حسابها من التردد ، f (بالدورات في الثانية) ، والإزاحة ، d (بالأمتار):
أ = (2πf)2d
يمكن استخدام هذا التعبير لتحويل قياسات التسارع إلى عمليات إزاحة ، ولكنه يكون دقيقًا فقط عندما تحدث الحركة بتردد واحد.
تستخدم أحيانًا المقاييس اللوغاريتمية لتقدير مقادير الاهتزاز بالديسيبل. عند استخدام المستوى المرجعي في المواصفة القياسية الدولية 1683 ، مستوى التسريع ، La، يتم التعبير عنها بواسطة La = 20 سجل10(a/a0)، أين a هو التسارع المقاس (م / ث2 rms) و a0 هو المستوى المرجعي 10-6 الآنسة2. يتم استخدام مستويات مرجعية أخرى في بعض البلدان.
تردد
يؤثر تردد الاهتزاز ، الذي يتم التعبير عنه في دورات في الثانية (هرتز ، هرتز) ، على مدى انتقال الاهتزاز إلى الجسم (على سبيل المثال ، إلى سطح المقعد أو مقبض أداة اهتزازية) ، ومدى الذي ينتقل عبر الجسم (على سبيل المثال ، من المقعد إلى الرأس) ، وتأثير الاهتزاز في الجسم. العلاقة بين الإزاحة وتسارع الحركة تعتمد أيضًا على وتيرة التذبذب: إن إزاحة مليمتر واحد تقابل تسارعًا منخفضًا جدًا عند الترددات المنخفضة ولكن تسارع عالي جدًا عند الترددات العالية ؛ إن إزاحة الاهتزاز المرئية للعين البشرية لا توفر مؤشرًا جيدًا على تسارع الاهتزاز.
عادة ما تكون تأثيرات اهتزاز الجسم بالكامل أكبر في الطرف الأدنى من النطاق ، من 0.5 إلى 100 هرتز. بالنسبة للاهتزاز المنقول يدويًا ، قد يكون للترددات التي تصل إلى 1,000 هرتز أو أكثر تأثيرات ضارة. الترددات التي تقل عن 0.5 هرتز يمكن أن تسبب دوار الحركة.
يمكن عرض محتوى التردد للاهتزاز في الأطياف. بالنسبة للعديد من أنواع الاهتزازات التي تنتقل من الجسم كله واليدوي ، تكون الأطياف معقدة ، مع حدوث بعض الحركة في جميع الترددات. ومع ذلك ، غالبًا ما تكون هناك قمم تظهر الترددات التي يحدث عندها معظم الاهتزاز.
نظرًا لأن استجابات الإنسان للاهتزاز تختلف وفقًا لتردد الاهتزاز ، فمن الضروري وزن الاهتزاز المقاس وفقًا لمقدار الاهتزاز الذي يحدث عند كل تردد. تعكس أوزان التردد إلى أي مدى يتسبب الاهتزاز في التأثير غير المرغوب فيه عند كل تردد. الأوزان مطلوبة لكل محور اهتزاز. هناك حاجة إلى أوزان تردد مختلفة للاهتزازات التي تنتقل عبر الجسم بالكامل ، والاهتزازات المنقولة يدويًا ودوار الحركة.
طريقة الاستخدام:
قد يحدث الاهتزاز في ثلاثة اتجاهات انتقالية وثلاثة اتجاهات دورانية. بالنسبة للأشخاص الجالسين ، يتم تحديد محاور الترجمة x- المحور (الأمام والخلف) ، y-محور (جانبي) و
z-محور (عمودي). تناوب حول x-, y- و z- المحاور المعينة rx (لفة) ، صy (الملعب) وصz (ياو) ، على التوالي. عادة ما يتم قياس الاهتزاز عند السطوح البينية بين الجسم والاهتزاز. تم توضيح أنظمة الإحداثيات الرئيسية لقياس الاهتزاز فيما يتعلق بالاهتزازات المرسلة يدويًا والجسم بالكامل في المادتين التاليتين في الفصل.
مدة الدراسة
تعتمد استجابات الإنسان للاهتزاز على المدة الإجمالية للتعرض للاهتزاز. إذا لم تتغير خصائص الاهتزاز بمرور الوقت ، فإن اهتزاز الجذر المتوسط التربيعي يوفر مقياسًا مناسبًا لمتوسط حجم الاهتزاز. قد تكون ساعة الإيقاف كافية لتقييم مدة التعرض. يمكن تقييم شدة متوسط الحجم والمدة الإجمالية بالرجوع إلى المعايير في المقالات التالية.
إذا اختلفت خصائص الاهتزاز ، فسيعتمد متوسط الاهتزاز المقاس على الفترة التي يتم خلالها قياسه. علاوة على ذلك ، يُعتقد أن تسارع الجذر التربيعي يقلل من شدة الحركات التي تحتوي على صدمات ، أو تكون متقطعة للغاية.
العديد من حالات التعرض المهني متقطعة ، وتختلف في الحجم من لحظة إلى أخرى أو تحتوي على صدمات عرضية. يمكن أن تتراكم شدة مثل هذه الحركات المعقدة بطريقة تعطي وزنًا مناسبًا ، على سبيل المثال ، لفترات قصيرة من الاهتزازات عالية الحجم وفترات طويلة من الاهتزازات المنخفضة الحجم. يتم استخدام طرق مختلفة لحساب الجرعات (انظر "اهتزاز الجسم بالكامل" ، و "الاهتزازات المنقولة يدويًا" ، و "دوار الحركة" في هذا الفصل).
التعرض المهني
تحدث التعرضات المهنية لاهتزازات الجسم بالكامل بشكل أساسي أثناء النقل ولكن أيضًا بالاقتران مع بعض العمليات الصناعية. يمكن أن ينتج عن النقل البري والبحري والجوي اهتزازات يمكن أن تسبب عدم الراحة أو تتداخل مع الأنشطة أو تسبب الإصابة. يسرد الجدول 1 بعض البيئات التي قد تكون مرتبطة على الأرجح بمخاطر صحية.
الجدول 1. الأنشطة التي قد يكون من المناسب لها التحذير من الآثار السلبية للاهتزاز في الجسم كله
قيادة الجرار
مركبات القتال المصفحة (مثل الدبابات) والمركبات المماثلة
مركبات أخرى على الطرق الوعرة:
آلات تحريك التربة - لوادر ، حفارات ، جرافات ، ممهدات ،
بعض قيادة الشاحنات (مفصلية وغير مفصلية)
بعض قيادة الحافلات والترام
تحلق بعض طائرات الهليكوبتر والطائرات ذات الأجنحة الثابتة
بعض العمال مع آلات إنتاج الخرسانة
بعض سائقي السكك الحديدية
بعض استخدامات المراكب البحرية عالية السرعة
بعض ركوب الدراجات النارية
بعض السيارات والشاحنات التي تقود
بعض الأنشطة الرياضية
بعض المعدات الصناعية الأخرى
المصدر: مقتبس من Griffin 1990.
قد يحدث التعرض الأكثر شيوعًا للاهتزازات والصدمات الشديدة على المركبات على الطرق الوعرة ، بما في ذلك آلات تحريك التربة والشاحنات الصناعية والجرارات الزراعية.
الديناميكا الحيوية
مثل جميع الهياكل الميكانيكية ، يمتلك جسم الإنسان ترددات رنين حيث يُظهر الجسم أقصى استجابة ميكانيكية. لا يمكن تفسير استجابات الإنسان للاهتزاز فقط من حيث تردد رنين واحد. هناك العديد من الأصداء في الجسم ، وتختلف ترددات الرنين بين الأشخاص والموقفين. غالبًا ما يتم استخدام استجابتين ميكانيكيتين للجسم لوصف الطريقة التي يتسبب بها الاهتزاز في تحريك الجسم: القابلية للانتقال و مقاومة.
توضح القابلية للانتقال جزء الاهتزاز الذي ينتقل ، على سبيل المثال ، من المقعد إلى الرأس. تعتمد قابلية انتقال الجسم بشكل كبير على تردد الاهتزاز ومحور الاهتزاز ووضعية الجسم. الاهتزاز الرأسي على المقعد يسبب الاهتزاز في عدة محاور في الرأس ؛ بالنسبة لحركة الرأس الرأسية ، تميل القابلية للانتقال إلى أن تكون أكبر في النطاق التقريبي من 3 إلى 10 هرتز.
تُظهر المعاوقة الميكانيكية للجسم القوة المطلوبة لتحريك الجسم عند كل تردد. على الرغم من أن الممانعة تعتمد على كتلة الجسم ، فإن المعاوقة الرأسية لجسم الإنسان تظهر عادة صدى عند حوالي 5 هرتز. للمقاومة الميكانيكية للجسم ، بما في ذلك هذا الرنين ، تأثير كبير على الطريقة التي ينتقل بها الاهتزاز عبر المقاعد.
آثار حادة
إزعاج
يعتمد الانزعاج الناجم عن تسارع الاهتزاز على تردد الاهتزاز واتجاه الاهتزاز ونقطة الاتصال بالجسم ومدة التعرض للاهتزاز. بالنسبة للاهتزاز العمودي للأشخاص الجالسين ، فإن عدم الراحة الناتج عن أي تردد يزيد بما يتناسب مع حجم الاهتزاز: سيؤدي خفض الاهتزاز إلى النصف إلى خفض انزعاج الاهتزاز إلى النصف.
يمكن توقع الانزعاج الناتج عن الاهتزاز من خلال استخدام أوزان التردد المناسبة (انظر أدناه) ووصفها بمقياس دلالي لعدم الراحة. لا توجد حدود مفيدة للانزعاج من الاهتزازات: يختلف الانزعاج المقبول من بيئة إلى أخرى.
المقادير المقبولة للاهتزاز في المباني قريبة من عتبات إدراك الاهتزاز. يُفترض أن تأثيرات الاهتزازات على البشر في المباني تعتمد على استخدام المبنى بالإضافة إلى تردد الاهتزاز واتجاهه ومدته. يتم تقديم إرشادات حول تقييم اهتزاز المبنى في معايير مختلفة مثل المعيار البريطاني 6472 (1992) الذي يحدد إجراءً لتقييم كل من الاهتزازات والصدمات في المباني.
تدخل النشاط
يمكن للاهتزاز أن يضعف اكتساب المعلومات (على سبيل المثال ، بالعين) ، أو إخراج المعلومات (على سبيل المثال ، بحركات اليد أو القدم) أو العمليات المركزية المعقدة التي تربط المدخلات بالمخرجات (على سبيل المثال ، التعلم والذاكرة واتخاذ القرار). إن أكبر تأثيرات اهتزاز الجسم بالكامل هي على عمليات الإدخال (الرؤية بشكل أساسي) وعمليات الإخراج (بشكل أساسي التحكم اليدوي المستمر).
تنجم تأثيرات الاهتزاز على الرؤية والتحكم اليدوي بشكل أساسي عن حركة الجزء المصاب من الجسم (أي العين أو اليد). يمكن تقليل التأثيرات عن طريق تقليل انتقال الاهتزاز إلى العين أو اليد ، أو بجعل المهمة أقل عرضة للاضطراب (على سبيل المثال ، زيادة حجم الشاشة أو تقليل حساسية عنصر تحكم). في كثير من الأحيان ، يمكن تقليل تأثيرات الاهتزاز على الرؤية والتحكم اليدوي بشكل كبير عن طريق إعادة تصميم المهمة.
يبدو أن المهام المعرفية البسيطة (على سبيل المثال ، وقت رد الفعل البسيط) لا تتأثر بالاهتزاز ، بخلاف التغييرات في الإثارة أو التحفيز أو التأثيرات المباشرة على عمليات الإدخال والإخراج. قد يكون هذا صحيحًا أيضًا بالنسبة لبعض المهام المعرفية المعقدة. ومع ذلك ، فإن تنوع الدراسات التجريبية وتنوعها لا يستبعد إمكانية حدوث تأثيرات معرفية حقيقية وهامة للاهتزاز. قد يؤثر الاهتزاز على التعب ، ولكن هناك القليل من الأدلة العلمية ذات الصلة ، وليس هناك ما يدعم الشكل المعقد "لحد الكفاءة المتناقص التعب" المقدم في المعيار الدولي 2631 (ISO 1974 ، 1985).
التغييرات في الوظائف الفسيولوجية
تحدث التغييرات في الوظائف الفسيولوجية عندما يتعرض الأشخاص لبيئة اهتزاز جديدة لكامل الجسم في ظروف المختبر. التغييرات النموذجية "للاستجابة المفاجئة" (على سبيل المثال ، زيادة معدل ضربات القلب) تطبيع بسرعة مع التعرض المستمر ، في حين أن التفاعلات الأخرى إما تستمر أو تتطور تدريجياً. يمكن أن يعتمد الأخير على جميع خصائص الاهتزاز بما في ذلك المحور ، وحجم التسارع ، ونوع الاهتزاز (جيبي أو عشوائي) ، وكذلك على متغيرات أخرى مثل إيقاع الساعة البيولوجية وخصائص الأشخاص (انظر Hasan 1970؛ Seidel 1975 ؛ Dupuis and Zerlett 1986). غالبًا ما لا يمكن ربط التغييرات في الوظائف الفسيولوجية في ظل الظروف الميدانية بالاهتزاز بشكل مباشر ، نظرًا لأن الاهتزاز غالبًا ما يعمل جنبًا إلى جنب مع عوامل مهمة أخرى ، مثل الإجهاد العقلي العالي والضوضاء والمواد السامة. غالبًا ما تكون التغييرات الفسيولوجية أقل حساسية من ردود الفعل النفسية (مثل عدم الراحة). إذا تم تلخيص جميع البيانات المتاحة عن التغيرات الفسيولوجية المستمرة فيما يتعلق بأول ظهور مهم لها اعتمادًا على حجم وتكرار اهتزاز الجسم بالكامل ، فهناك حد بحد أدنى يبلغ حوالي 0.7 م / ث2 جذر متوسط التربيع بين 1 و 10 هرتز ، وترتفع حتى 30 م / ث2 جذر متوسط التربيع عند 100 هرتز. تم إجراء العديد من الدراسات على الحيوانات ، لكن علاقتها بالبشر أمر مشكوك فيه.
التغيرات العصبية العضلية
أثناء الحركة الطبيعية النشطة ، تعمل آليات التحكم في المحرك كعنصر تحكم في التغذية إلى الأمام يتم تعديله باستمرار من خلال ردود فعل إضافية من أجهزة الاستشعار في العضلات والأوتار والمفاصل. يتسبب اهتزاز الجسم بالكامل في حركة اصطناعية سلبية لجسم الإنسان ، وهي حالة تختلف اختلافًا جوهريًا عن الاهتزاز الذاتي الناجم عن الحركة. يعتبر التحكم في التغذية الأمامية المفقودة أثناء اهتزاز الجسم بالكامل هو التغيير الأكثر وضوحًا للوظيفة الفسيولوجية الطبيعية للجهاز العصبي العضلي. يعد نطاق التردد الأوسع المرتبط بالاهتزازات لكامل الجسم (بين 0.5 و 100 هرتز) مقارنةً بالحركة الطبيعية (بين 2 و 8 هرتز للحركات الإرادية ، وأقل من 4 هرتز للحركة) فرقًا إضافيًا يساعد في تفسير تفاعلات آليات التحكم العصبي العضلي عند الترددات المنخفضة جدًا والعالية.
يسبب اهتزاز الجسم بالكامل والتسارع العابر نشاطًا متناوبًا مرتبطًا بالتسارع في مخطط كهربية العضل (EMG) لعضلات الظهر السطحية للأشخاص الجالسين مما يتطلب الحفاظ على تقلص منشط. من المفترض أن يكون هذا النشاط ذا طبيعة رد الفعل. عادة ما يختفي تمامًا إذا جلست الأهداف المهتزة مسترخية في وضع منحني. يعتمد توقيت نشاط العضلات على وتيرة وحجم التسارع. تشير البيانات الكهرومغناطيسية إلى أن الحمل الشوكي المتزايد يمكن أن يحدث بسبب انخفاض الاستقرار العضلي للعمود الفقري عند الترددات من 6.5 إلى 8 هرتز وأثناء المرحلة الأولية من النزوح الصاعد المفاجئ. على الرغم من ضعف نشاط مخطط كهربية العضل الناجم عن اهتزاز الجسم بالكامل ، فإن إجهاد عضلات الظهر أثناء التعرض للاهتزاز يمكن أن يتجاوز ما لوحظ في أوضاع الجلوس العادية دون اهتزاز الجسم بالكامل.
قد تتضاءل ردود الفعل الوترية أو تختفي مؤقتًا أثناء التعرض للاهتزاز الجيبي لكامل الجسم عند ترددات أعلى من 10 هرتز. التغييرات الطفيفة في التحكم في الوضع بعد التعرض لاهتزاز الجسم متغيرة تمامًا ، وآلياتها وأهميتها العملية غير مؤكدة.
التغيرات القلبية الوعائية والجهاز التنفسي والغدد الصماء والتمثيل الغذائي
تمت مقارنة التغييرات الملحوظة التي تستمر أثناء التعرض للاهتزاز بتلك التي تحدث أثناء العمل البدني المعتدل (أي زيادة معدل ضربات القلب وضغط الدم واستهلاك الأكسجين) حتى عند مستوى الاهتزاز بالقرب من حد التحمل الإرادي. تنجم زيادة التهوية جزئيًا عن اهتزازات الهواء في الجهاز التنفسي. قد لا تتوافق التغيرات التنفسية والأيضية ، مما يشير إلى حدوث اضطراب في آليات التحكم في التنفس. تم الإبلاغ عن نتائج مختلفة ومتناقضة جزئيًا للتغيرات في هرمونات قشر الكظر (ACTH) والكاتيكولامينات.
التغيرات الحسية والعصبية المركزية
تم المطالبة بالتغييرات في الوظيفة الدهليزية بسبب اهتزاز الجسم بالكامل على أساس التنظيم المتأثر للوضع ، على الرغم من أن الوضع يتم التحكم فيه من خلال نظام معقد للغاية يمكن فيه تعويض الوظيفة الدهليزية المضطربة إلى حد كبير بآليات أخرى. يبدو أن التغييرات في وظيفة الدهليز تكتسب أهمية بالنسبة للتعرضات ذات الترددات المنخفضة جدًا أو تلك القريبة من رنين الجسم كله. من المفترض أن يكون عدم التطابق الحسي بين المعلومات الدهليزية والبصرية والاستعداد (المنبهات المتلقاة داخل الأنسجة) آلية مهمة تقوم عليها الاستجابات الفسيولوجية لبعض بيئات الحركة الاصطناعية.
يبدو أن التجارب ذات التعرض المشترك قصير المدى وطويل الأمد للضوضاء واهتزاز الجسم بالكامل ، تشير إلى أن الاهتزاز له تأثير تآزري طفيف على السمع. كإتجاه ، ارتبطت الشدة العالية من اهتزاز الجسم بالكامل عند 4 أو 5 هرتز بتحولات عتبة مؤقتة أعلى (TTS). لم تكن هناك علاقة واضحة بين TTS الإضافي ووقت التعرض. يبدو أن TTS الإضافي يزداد مع جرعات أعلى من اهتزاز الجسم بالكامل.
الاهتزازات الرأسية والأفقية المندفعة تستحضر إمكانات الدماغ. كما تم الكشف عن تغيرات في وظيفة الجهاز العصبي المركزي البشري باستخدام إمكانات الدماغ المستحثة السمعية (Seidel et al.1992). تأثرت التأثيرات بالعوامل البيئية الأخرى (مثل الضوضاء) ، وصعوبة المهمة ، والحالة الداخلية للموضوع (على سبيل المثال ، الاستثارة ، درجة الانتباه نحو الحافز).
تأثيرات طويلة المدى
مخاطر صحة العمود الفقري
أشارت الدراسات الوبائية بشكل متكرر إلى وجود مخاطر صحية عالية للعمود الفقري لدى العمال المعرضين لسنوات عديدة لاهتزازات شديدة للجسم بالكامل (على سبيل المثال ، العمل على الجرارات أو آلات تحريك التربة). أعدت المسوحات النقدية للأدبيات Seidel and Heide (1986) ، Dupuis and Zerlett (1986) و Bongers and Boshuizen (1990). خلصت هذه المراجعات إلى أن الاهتزازات الشديدة طويلة الأمد لكامل الجسم يمكن أن تؤثر سلبًا على العمود الفقري ويمكن أن تزيد من خطر الإصابة بألم أسفل الظهر. قد يكون هذا الأخير نتيجة ثانوية للتغير التنكسي الأولي للفقرات والأقراص. تم العثور على أن الجزء القطني من العمود الفقري هو المنطقة الأكثر تضررًا ، تليها المنطقة الصدرية. يبدو أن ارتفاع معدل ضعف جزء عنق الرحم ، الذي أبلغ عنه العديد من المؤلفين ، ناتج عن وضعية غير مواتية ثابتة بدلاً من الاهتزاز ، على الرغم من عدم وجود دليل قاطع على هذه الفرضية. فقط عدد قليل من الدراسات نظرت في وظيفة عضلات الظهر ووجدت قصورًا عضليًا. أشارت بعض التقارير إلى وجود مخاطر أعلى بكثير من حدوث خلع في الأقراص القطنية. في العديد من الدراسات المقطعية ، وجد Bongers and Boshuizen (1990) ألمًا أسفل الظهر لدى السائقين وطياري طائرات الهليكوبتر أكثر من العمال المرجعيين المماثلين. وخلصوا إلى أن القيادة المهنية للمركبة وطيران الهليكوبتر من عوامل الخطر المهمة لآلام أسفل الظهر واضطراب الظهر. لوحظت زيادة في معاشات العجز والإجازة المرضية طويلة الأجل بسبب اضطرابات القرص الفقري بين مشغلي الرافعات وسائقي الجرارات.
بسبب البيانات غير الكاملة أو المفقودة حول ظروف التعرض في الدراسات الوبائية ، لم يتم الحصول على علاقات دقيقة بين التعرض والتأثير. لا تسمح البيانات الحالية بإثبات مستوى عدم التأثير الضار (أي الحد الآمن) وذلك للوقاية بشكل موثوق من أمراض العمود الفقري. سنوات عديدة من التعرض أقل من أو بالقرب من حد التعرض للمعيار الدولي الحالي 2631 (ISO 1985) لا يخلو من المخاطر. أشارت بعض النتائج إلى زيادة المخاطر الصحية مع زيادة مدة التعرض ، على الرغم من أن عمليات الاختيار جعلت من الصعب اكتشاف العلاقة في غالبية الدراسات. وبالتالي ، لا يمكن حاليًا إنشاء علاقة بين الجرعة والتأثير من خلال التحقيقات الوبائية. تشير الاعتبارات النظرية إلى تأثيرات ضارة ملحوظة لأحمال الذروة العالية التي تعمل على العمود الفقري أثناء التعرضات ذات التحولات العابرة العالية. لذلك فإن استخدام طريقة "مكافئ الطاقة" لحساب جرعة الاهتزاز (كما في المعيار الدولي 2631 (ISO 1985)) أمر مشكوك فيه بالنسبة للتعرضات لاهتزازات الجسم بالكامل التي تحتوي على تسارعات ذروة عالية. لم يتم اشتقاق التأثيرات المختلفة طويلة المدى للاهتزاز في الجسم بالكامل اعتمادًا على تردد الاهتزاز من الدراسات الوبائية. اهتزاز الجسم بالكامل عند 40 إلى 50 هرتز المطبق على العمال الواقفين من خلال القدمين أعقبه تغيرات تنكسية في عظام القدمين.
بشكل عام ، تم إهمال الاختلافات بين الموضوعات إلى حد كبير ، على الرغم من أن ظواهر الاختيار تشير إلى أنها قد تكون ذات أهمية كبيرة. لا توجد بيانات واضحة توضح ما إذا كانت تأثيرات اهتزاز الجسم بالكامل على العمود الفقري تعتمد على الجنس.
يتم مناقشة القبول العام للاضطرابات التنكسية في العمود الفقري كمرض مهني. ميزات التشخيص المحددة غير معروفة والتي من شأنها أن تسمح بتشخيص موثوق للاضطراب كنتيجة للتعرض لاهتزاز الجسم بالكامل. الانتشار الكبير لاضطرابات العمود الفقري التنكسية في السكان غير المعرضين يعيق افتراض المسببات المهنية السائدة لدى الأفراد المعرضين لاهتزاز الجسم بالكامل. عوامل الخطر الدستورية الفردية التي قد تعدل من الإجهاد الناجم عن الاهتزاز غير معروفة. إن استخدام الحد الأدنى من الشدة و / أو الحد الأدنى لمدة اهتزاز الجسم بالكامل كشرط أساسي للتعرف على مرض مهني لن يأخذ في الاعتبار التباين الكبير المتوقع في القابلية الفردية للإصابة.
مخاطر صحية أخرى
تشير الدراسات الوبائية إلى أن اهتزاز الجسم بالكامل هو أحد العوامل ضمن مجموعة مسببة من العوامل التي تساهم في مخاطر صحية أخرى. تعد الضوضاء والضغط النفسي العالي والعمل بنظام الورديات أمثلة على العوامل المصاحبة المهمة والمعروفة بأنها مرتبطة بالاضطرابات الصحية. غالبًا ما كانت نتائج التحقيقات في اضطرابات الأنظمة الجسدية الأخرى متباينة أو أشارت إلى اعتماد متناقض لانتشار علم الأمراض على حجم اهتزاز الجسم بالكامل (أي ارتفاع معدل انتشار الآثار الضارة مع كثافة أقل). تمت ملاحظة مجموعة مميزة من الأعراض والتغيرات المرضية للجهاز العصبي المركزي والجهاز العضلي والهيكل العظمي والجهاز الدوري لدى العمال الواقفين على الآلات المستخدمة للضغط الاهتزازي للخرسانة والمعرضين لاهتزاز الجسم بالكامل بما يتجاوز حد التعرض ISO 2631 بترددات أعلى من 40 هرتز (Rumjancev 1966). تم تصنيف هذا المجمع على أنه "مرض الاهتزاز". على الرغم من رفضه من قبل العديد من المتخصصين ، فقد تم استخدام المصطلح نفسه في بعض الأحيان لوصف صورة سريرية غامضة ناتجة عن التعرض طويل المدى للاهتزازات منخفضة التردد لكامل الجسم والتي ، كما يُزعم ، تتجلى في البداية على أنها اضطرابات نباتية وعائية محيطية ودماغية مع وجود اضطراب في الأوعية الدموية. شخصية وظيفية غير محددة. بناءً على البيانات المتاحة ، يمكن استنتاج أن الأنظمة الفسيولوجية المختلفة تتفاعل بشكل مستقل عن بعضها البعض وأنه لا توجد أعراض قد تكون بمثابة مؤشر على علم الأمراض الناجم عن اهتزاز الجسم بالكامل.
الجهاز العصبي والجهاز الدهليزي والسمع. يمكن أن يتسبب الاهتزاز الشديد لكامل الجسم عند ترددات أعلى من 40 هرتز في حدوث أضرار واضطرابات في الجهاز العصبي المركزي. تم الإبلاغ عن بيانات متضاربة حول تأثيرات اهتزاز الجسم بالكامل عند ترددات أقل من 20 هرتز. في بعض الدراسات فقط ، تم العثور على زيادة في الشكاوى غير المحددة مثل الصداع وزيادة التهيج. ادعى أحد المؤلفين حدوث اضطرابات في مخطط كهربية الدماغ (EEG) بعد التعرض طويل الأمد لاهتزاز الجسم بالكامل ونفى آخرون. تتوافق بعض النتائج المنشورة مع انخفاض استثارة الدهليز وارتفاع معدل حدوث اضطرابات دهليزية أخرى ، بما في ذلك الدوخة. ومع ذلك ، لا يزال من المشكوك فيه ما إذا كانت هناك روابط سببية بين اهتزاز الجسم بالكامل والتغيرات في الجهاز العصبي المركزي أو الجهاز الدهليزي لأنه تم اكتشاف علاقات متناقضة بين الكثافة والتأثير.
في بعض الدراسات ، لوحظت زيادة إضافية في تحولات العتبة الدائمة (PTS) للسمع بعد التعرض المشترك طويل الأمد للاهتزاز والضوضاء من الجسم بالكامل. درس شميت (1987) السائقين والفنيين في الزراعة وقارن نوبات العتبة الدائمة بعد 3 و 25 عامًا من العمل. وخلص إلى أن اهتزاز الجسم بالكامل يمكن أن يؤدي إلى تحول إضافي كبير في العتبة عند 3 و 4 و 6 و 8 كيلوهرتز ، إذا تجاوز التسارع الموزون وفقًا للمعيار الدولي 2631 (ISO 1985) 1.2 متر / ثانية.2 جذر متوسط التربيع مع التعرض المتزامن للضوضاء بمستوى مكافئ يزيد عن 80 ديسيبل (ديسيبل).
الجهاز الدوري والجهاز الهضمي. تم الكشف عن أربع مجموعات رئيسية من اضطرابات الدورة الدموية مع ارتفاع معدل حدوثها بين العمال المعرضين لاهتزاز الجسم بالكامل:
لا ترتبط مراضة اضطرابات الدورة الدموية دائمًا بحجم أو مدة التعرض للاهتزاز. على الرغم من أنه لوحظ في كثير من الأحيان انتشارًا كبيرًا لاضطرابات الجهاز الهضمي المختلفة ، يتفق جميع المؤلفين تقريبًا على أن اهتزاز الجسم بالكامل ليس سوى سبب واحد وربما ليس الأهم.
الأعضاء التناسلية الأنثوية والحمل والجهاز البولي التناسلي الذكري. يُفترض أن زيادة مخاطر الإجهاض واضطرابات الدورة الشهرية والشذوذ في الوضعيات (مثل نزول الرحم) مرتبطة بالتعرض طويل الأمد لاهتزاز الجسم بالكامل (انظر Seidel and Heide 1986). لا يمكن اشتقاق حد التعرض الآمن من أجل تجنب ارتفاع مخاطر هذه المخاطر الصحية من الأدبيات. من المحتمل أن تكون القابلية للفرد وتغيراته الزمنية مشتركة في تحديد هذه التأثيرات البيولوجية. في الأدبيات المتاحة ، لم يتم الإبلاغ عن تأثير مباشر ضار للاهتزازات في الجسم كله على الجنين البشري ، على الرغم من أن بعض الدراسات التي أجريت على الحيوانات تشير إلى أن اهتزاز الجسم بالكامل يمكن أن يؤثر على الجنين. تشير القيمة الحدية غير المعروفة للتأثيرات الضارة على الحمل إلى وجود قيود على التعرض المهني إلى أدنى حد معقول.
تم نشر نتائج متباينة لحدوث أمراض في الجهاز البولي التناسلي الذكري. في بعض الدراسات ، لوحظ ارتفاع معدل الإصابة بالتهاب البروستاتا. لم تستطع دراسات أخرى تأكيد هذه النتائج.
المعايير
لا يمكن تقديم حد دقيق للوقاية من الاضطرابات الناجمة عن اهتزاز الجسم بالكامل ، ولكن المعايير تحدد طرقًا مفيدة لقياس شدة الاهتزاز. حدد المعيار الدولي 2631 (ISO 1974 ، 1985) حدود التعرض (انظر الشكل 1) والتي "تم تحديدها عند ما يقرب من نصف المستوى الذي يعتبر حدًا للألم (أو حد التحمل الطوعي) للأشخاص الأصحاء". يظهر أيضًا في الشكل 1 مستوى عمل قيمة جرعة الاهتزاز للاهتزاز الرأسي المشتق من المعيار البريطاني 6841 (BSI 1987b) ؛ هذا المعيار مشابه جزئيًا لمسودة مراجعة المواصفة القياسية الدولية.
الشكل 1. تبعيات التردد لاستجابة الإنسان لاهتزاز الجسم بالكامل
يمكن اعتبار قيمة جرعة الاهتزاز على أنها مقدار الاهتزاز لمدة ثانية واحدة والتي ستكون بنفس القدر من حدة الاهتزاز المقاس. تستخدم قيمة جرعة الاهتزاز اعتمادًا على وقت الطاقة الرابعة لتراكم شدة الاهتزاز خلال فترة التعرض من أقصر صدمة ممكنة إلى يوم كامل من الاهتزاز (على سبيل المثال ، BSI 6841):
قيمة جرعة الاهتزاز =
يمكن استخدام إجراء قيمة جرعة الاهتزاز لتقييم شدة الاهتزازات والصدمات المتكررة. هذا الاعتماد على وقت الطاقة الرابع أسهل في الاستخدام من اعتماد الوقت في ISO 2631 (انظر الشكل 2).
الشكل 2. تبعيات الوقت للاستجابة البشرية لاهتزاز الجسم كله
يقدم المعيار البريطاني 6841 التوجيهات التالية.
سوف تسبب قيم جرعة الاهتزاز العالية انزعاجًا شديدًا وألمًا وإصابة. تشير قيم جرعة الاهتزاز أيضًا ، بشكل عام ، إلى شدة التعرض للاهتزاز الذي تسبب في حدوثها. ومع ذلك ، لا يوجد حاليًا إجماع في الرأي حول العلاقة الدقيقة بين قيم جرعة الاهتزاز وخطر الإصابة. من المعروف أن مقادير الاهتزاز وفتراته تنتج قيم جرعة اهتزاز في منطقة 15 م / ث1.75 عادة ما يسبب انزعاجًا شديدًا. من المعقول أن نفترض أن زيادة التعرض للاهتزاز سيصاحبها زيادة خطر الإصابة (BSI 1987b).
عند قيم جرعة الاهتزاز العالية ، قد يلزم مراعاة مسبقة لملاءمة الأشخاص المعرضين وتصميم احتياطات السلامة الكافية. يمكن أيضًا مراعاة الحاجة إلى إجراء فحوصات منتظمة على صحة الأشخاص المعرضين بشكل روتيني.
توفر قيمة جرعة الاهتزاز مقياسًا يمكن من خلاله مقارنة التعرضات شديدة التغير والمعقدة. قد تحدد المنظمات حدودًا أو مستويات عمل باستخدام قيمة جرعة الاهتزاز. على سبيل المثال ، في بعض البلدان ، تبلغ قيمة جرعة الاهتزاز 15 م / ث1.75 تم استخدامه كمستوى إجراء مؤقت ، ولكن قد يكون من المناسب الحد من الاهتزازات أو التعرض للصدمات المتكررة لقيم أعلى أو أقل اعتمادًا على الموقف. مع الفهم الحالي ، يعمل مستوى الإجراء فقط للإشارة إلى القيم التقريبية التي قد تكون مفرطة. يوضح الشكل 2 تسارعات الجذر التربيعي المقابلة لقيمة جرعة اهتزاز تبلغ 15 م / ث1.75 للتعرضات ما بين ثانية واحدة و 24 ساعة. يمكن مقارنة أي تعرض للاهتزاز المستمر أو الاهتزاز المتقطع أو الصدمة المتكررة بمستوى الحركة عن طريق حساب قيمة جرعة الاهتزاز. سيكون من غير الحكمة تجاوز مستوى الإجراء المناسب (أو حد التعرض في ISO 2631) دون مراعاة الآثار الصحية المحتملة للتعرض للاهتزاز أو الصدمة.
• توجيهات سلامة الآلات من المجتمع الاقتصادي الأوروبي ينص على أنه يجب تصميم الآلات وإنشائها بحيث يتم تقليل المخاطر الناتجة عن الاهتزازات التي تنتجها الماكينة إلى أدنى مستوى ممكن عمليًا ، مع مراعاة التقدم التقني وتوافر وسائل تقليل الاهتزاز. ال توجيهات سلامة الآلات (مجلس المجتمعات الأوروبية 1989) يشجع على تقليل الاهتزاز عن طريق وسائل إضافية للتخفيض في المصدر (على سبيل المثال ، المقاعد الجيدة).
قياس وتقييم التعرض
يجب قياس اهتزاز الجسم بالكامل عند السطوح البينية بين الجسم ومصدر الاهتزاز. بالنسبة للأشخاص الجالسين ، يتضمن ذلك وضع مقاييس التسارع على سطح المقعد أسفل الحدبة الإسكية للأشخاص. يتم قياس الاهتزاز أحيانًا عند ظهر المقعد (بين مسند الظهر والظهر) وأيضًا عند القدمين واليدين (انظر الشكل 3).
الشكل 3. محاور لقياس التعرض للاهتزاز للأشخاص الجالسين
لا تكفي البيانات الوبائية وحدها لتحديد كيفية تقييم اهتزاز الجسم بالكامل للتنبؤ بالمخاطر النسبية على الصحة من الأنواع المختلفة للتعرض للاهتزاز. يتم استخدام دراسة البيانات الوبائية جنبًا إلى جنب مع فهم الاستجابات الديناميكية الحيوية والاستجابات الذاتية لتوفير الإرشادات الحالية. يُفترض حاليًا أن الطريقة التي تعتمد بها التأثيرات الصحية للحركات التذبذبية على تردد واتجاه ومدة الحركة هي نفسها أو مشابهة لتلك الخاصة بعدم الراحة في الاهتزاز. ومع ذلك ، فمن المفترض أن التعرض الكلي ، وليس متوسط التعرض ، مهم ، وبالتالي فإن قياس الجرعة مناسب.
بالإضافة إلى تقييم الاهتزاز المقاس وفقًا للمعايير الحالية ، يُنصح بالإبلاغ عن أطياف التردد والمقادير في محاور مختلفة وخصائص أخرى للتعرض ، بما في ذلك فترات التعرض اليومية والعمر. يجب أيضًا مراعاة وجود عوامل بيئية سلبية أخرى ، خاصة وضعية الجلوس.
الوقاية
حيثما أمكن ، يفضل تقليل الاهتزاز عند المصدر. قد يتضمن ذلك تقليل تموجات التضاريس أو تقليل سرعة حركة المركبات. تتطلب الطرق الأخرى لتقليل انتقال الاهتزاز إلى المشغلين فهمًا لخصائص بيئة الاهتزاز والطريق لنقل الاهتزاز إلى الجسم. على سبيل المثال ، غالبًا ما يختلف حجم الاهتزاز باختلاف الموقع: سيتم اختبار المقادير المنخفضة في بعض المناطق. يسرد الجدول 2 بعض التدابير الوقائية التي يمكن النظر فيها.
الجدول 2. ملخص للتدابير الوقائية التي يجب مراعاتها عند تعرض الأشخاص لاهتزازات الجسم بالكامل
تجمع |
اكشن |
الإدارة |
اطلب المشورة الفنية |
|
اطلب نصيحة طبية |
|
تحذير الأشخاص المعرضين |
|
تدريب الأشخاص المعرضين |
|
راجع أوقات التعرض |
|
لديك سياسة بشأن الإزالة من التعرض |
مصنعي الآلات |
قياس الاهتزاز |
|
تصميم لتقليل اهتزاز الجسم بالكامل |
|
تحسين تصميم التعليق |
|
تحسين ديناميكيات الجلوس |
|
استخدم التصميم المريح لتوفير وضعية جيدة وما إلى ذلك. |
|
قدم إرشادات بشأن صيانة الماكينة |
|
قدم إرشادات بشأن صيانة المقعد |
|
توفير تحذير من الاهتزازات الخطيرة |
الفني في مكان العمل |
قياس التعرض للاهتزاز |
|
توفير الآلات المناسبة |
|
حدد المقاعد ذات التوهين الجيد |
|
صيانة الآلات |
|
إبلاغ الإدارة |
المنشآت الطبية |
الفحص قبل التوظيف |
|
الفحوصات الطبية الروتينية |
|
سجل كل العلامات والأعراض المبلغ عنها |
|
حذر العمال باستعداد واضح |
|
تقديم المشورة بشأن عواقب التعرض |
|
إبلاغ الإدارة |
الأشخاص المكشوفين |
استخدم الآلة بشكل صحيح |
|
تجنب التعرض للاهتزازات غير الضرورية |
|
تحقق من أن المقعد مضبوط بشكل صحيح |
|
اتخذ وضعية جلوس جيدة |
|
تحقق من حالة الجهاز |
|
إبلاغ المشرف بمشاكل الاهتزاز |
|
اطلب المشورة الطبية إذا ظهرت الأعراض |
|
إبلاغ صاحب العمل بالاضطرابات ذات الصلة |
المصدر: مقتبس من Griffin 1990.
يمكن تصميم المقاعد لتخفيف الاهتزازات. تُظهر معظم المقاعد صدى عند الترددات المنخفضة ، مما يؤدي إلى حدوث اهتزازات رأسية على المقعد أعلى من تلك الموجودة على الأرضية! في الترددات العالية عادة ما يكون هناك توهين للاهتزاز. في الاستخدام ، ترددات الرنين للمقاعد المشتركة هي في حدود 4 هرتز. يتم تحديد التضخيم عند الرنين جزئيًا عن طريق التخميد في المقعد. تميل زيادة التخميد في توسيد المقعد إلى تقليل التضخيم عند الرنين ولكنها تزيد من قابلية الانتقال عند الترددات العالية. هناك اختلافات كبيرة في قابلية الانتقال بين المقاعد ، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في الاهتزازات التي يعاني منها الأشخاص.
يتم توفير مؤشر رقمي بسيط لكفاءة عزل المقعد لتطبيق معين من خلال قابلية انتقال السعة الفعالة للمقعد (SEAT) (انظر Griffin 1990). تشير قيمة المقعد الأكبر من 100٪ إلى أن اهتزاز المقعد بشكل عام أسوأ من الاهتزاز على الأرض. تشير القيم التي تقل عن 100٪ إلى أن المقعد قدم بعض التخفيف المفيد. يجب تصميم المقاعد بحيث يكون لها أدنى قيمة للمقعد متوافقة مع القيود الأخرى.
يتم توفير آلية تعليق منفصلة أسفل لوح المقعد في مقاعد التعليق. هذه المقاعد ، المستخدمة في بعض المركبات والشاحنات والحافلات على الطرق الوعرة ، لها ترددات رنين منخفضة (حوالي 2 هرتز) وبالتالي يمكنها تخفيف الاهتزاز عند ترددات أعلى من حوالي 3 هرتز. عادةً ما يتم تحديد قابلية نقل هذه المقاعد من قبل الشركة المصنعة للمقاعد ، لكن كفاءات عزلها تختلف باختلاف ظروف التشغيل.
التعرض المهني
الاهتزاز الميكانيكي الناشئ عن العمليات أو الأدوات التي تعمل بالطاقة ويدخل الجسم عند الأصابع أو راحة اليد يسمى الاهتزاز المنقول باليد. المرادفات المتكررة للاهتزازات المنقولة باليد هي اهتزاز اليد والذراع والاهتزاز المحلي أو الجزئي. تنتشر العمليات والأدوات التي تعمل بالطاقة التي تعرض أيدي المشغلين للاهتزاز في العديد من الأنشطة الصناعية. ينشأ التعرض المهني للاهتزازات المنقولة يدويًا من الأدوات اليدوية التي تعمل بالطاقة المستخدمة في التصنيع (على سبيل المثال ، أدوات عمل المعادن الطرقية ، والمطاحن والأدوات الدوارة الأخرى ، ومفاتيح الصدم) ، والمحاجر ، والتعدين والبناء (على سبيل المثال ، حفر الصخور ، والحجر- المطارق ، والمطارق ، والمضخات الاهتزازية) ، والزراعة والغابات (على سبيل المثال ، مناشير السلسلة ، ومناشير الفرشاة ، وآلات النباح) والمرافق العامة (على سبيل المثال ، قواطع الطرق والخرسانة ، ومطارق الحفر ، والمطاحن اليدوية). يمكن أن يحدث التعرض للاهتزاز المنقول يدويًا أيضًا من قطع العمل المهتزة في يد المشغل كما هو الحال في طحن قاعدة التمثال ، ومن أدوات التحكم بالاهتزاز المحمولة مثل تشغيل جزازات العشب أو في التحكم في ضواغط الطريق الاهتزازية. تم الإبلاغ عن أن عدد الأشخاص الذين تعرضوا للاهتزاز المنقول باليد في العمل يتجاوز 150,000 في هولندا ، و 0.5 مليون في بريطانيا العظمى ، و 1.45 مليون في الولايات المتحدة. يمكن أن يتسبب التعرض المفرط للاهتزازات المنقولة باليد في حدوث اضطرابات في الأوعية الدموية والأعصاب والعضلات وعظام ومفاصل الأطراف العلوية. تشير التقديرات إلى أن 1.7 إلى 3.6 ٪ من العمال في البلدان الأوروبية والولايات المتحدة معرضون للاهتزازات المنقولة يدويًا التي قد تكون ضارة (ISSA International Section for Research 1989). يستخدم مصطلح متلازمة اهتزاز اليد والذراع (HAV) بشكل شائع للإشارة إلى العلامات والأعراض المرتبطة بالتعرض للاهتزاز المنقول باليد ، والتي تشمل:
يمكن للأنشطة الترفيهية مثل ركوب الدراجات البخارية أو استخدام أدوات الاهتزاز المنزلية أن تعرض اليدين أحيانًا للاهتزازات ذات السعة العالية ، ولكن التعرض اليومي الطويل فقط قد يؤدي إلى مشاكل صحية (Griffin 1990).
العلاقة بين التعرض المهني للاهتزاز المنقول باليد والآثار الصحية الضارة بعيدة كل البعد عن البساطة. يسرد الجدول 1 بعض أهم العوامل التي تتسبب في حدوث إصابات في الأطراف العلوية للعمال المعرضين للاهتزاز.
الجدول 1. بعض العوامل التي يحتمل أن تكون مرتبطة بالتأثيرات الضارة أثناء التعرض للاهتزازات المنقولة يدويًا
خصائص الاهتزاز
أدوات أو عمليات
ظروف التعرض
الظروف البيئية
الخصائص الفردية
الديناميكا الحيوية
قد يُفترض أن العوامل التي تؤثر على انتقال الاهتزاز إلى نظام إصبع اليد والذراع تلعب دورًا ذا صلة في نشأة إصابة الاهتزاز. يعتمد انتقال الاهتزاز على كل من الخصائص الفيزيائية للاهتزاز (الحجم والتردد والاتجاه) والاستجابة الديناميكية لليد (Griffin 1990).
القابلية والمقاومة
تشير النتائج التجريبية إلى أن السلوك الميكانيكي للطرف العلوي للإنسان معقد ، حيث إن مقاومة نظام الذراع - أي مقاومته للاهتزاز - تُظهر اختلافات واضحة مع التغير في سعة الاهتزاز والتردد والاتجاه ، والقوى المطبقة ، وتوجيه اليد والذراع فيما يتعلق بمحور التحفيز. تتأثر المقاومة أيضًا بتكوين الجسم والاختلافات الهيكلية للأجزاء المختلفة من الطرف العلوي (على سبيل المثال ، المقاومة الميكانيكية للأصابع أقل بكثير من تلك الموجودة في راحة اليد). بشكل عام ، تؤدي مستويات الاهتزاز الأعلى ، بالإضافة إلى إحكام قبضة اليد ، إلى مقاومة أكبر. ومع ذلك ، فقد وجد أن التغيير في الممانعة يعتمد بشكل كبير على تردد واتجاه محفز الاهتزاز والمصادر المختلفة لكل من التباين داخل الموضوع وفيما بينه. تم الإبلاغ عن منطقة رنين لنظام إصبع اليد والذراع في نطاق التردد بين 80 و 300 هرتز في العديد من الدراسات.
أظهرت قياسات انتقال الاهتزازات عبر الذراع البشرية أن اهتزاز التردد المنخفض (> 50 هرتز) ينتقل بقليل من التوهين على طول اليد والساعد. يعتمد التوهين عند الكوع على وضعية الذراع ، حيث يميل انتقال الاهتزاز إلى الانخفاض مع زيادة زاوية الانثناء عند مفصل المرفق. بالنسبة للترددات الأعلى (> 50 هرتز) ، يتناقص انتقال الاهتزاز تدريجيًا مع زيادة التردد ، وأكثر من 150 إلى 200 هرتز تتبدد معظم الطاقة الاهتزازية في أنسجة اليد والأصابع. من قياسات القابلية للانتقال ، تم الاستدلال على أن اهتزاز منطقة التردد العالي قد يكون مسؤولاً عن تلف الهياكل اللينة للأصابع واليدين ، في حين أن الاهتزاز منخفض التردد ذي السعة العالية (على سبيل المثال ، من الأدوات الطرقية) قد يكون مرتبطًا بالإصابات على الرسغ والكوع والكتف.
العوامل المؤثرة في حركة الأصابع واليد
قد يُفترض أن الآثار الضارة الناجمة عن التعرض للاهتزاز مرتبطة بالطاقة المشتتة في الأطراف العلوية. يعتمد امتصاص الطاقة بشكل كبير على العوامل التي تؤثر على اقتران نظام الأصابع بمصدر الاهتزاز. التغيرات في ضغط القبضة والقوة الساكنة والوضعية تعدل الاستجابة الديناميكية للإصبع واليد والذراع ، وبالتالي كمية الطاقة المنقولة والممتصة. على سبيل المثال ، يكون لضغط المقبض تأثير كبير على امتصاص الطاقة ، وبوجه عام ، كلما زادت قبضة اليد ، زادت القوة المنقولة إلى نظام ذراع اليد. يمكن أن توفر بيانات الاستجابة الديناميكية المعلومات ذات الصلة لتقييم احتمال إصابة اهتزاز الأداة وللمساعدة في تطوير أجهزة مضادة للاهتزاز مثل مقابض اليد والقفازات.
آثار حادة
انزعاج شخصي
يتم استشعار الاهتزاز من خلال العديد من المستقبلات الميكانيكية الجلدية الموجودة في الأنسجة الجلدية (epi) والأنسجة تحت الجلد من الجلد الأملس والعاري للأصابع واليدين. يتم تصنيفها إلى فئتين - التكيف البطيء والسريع - وفقًا لتكيفها وخصائص المجال المستقبلي. توجد أقراص Merkel ونهايات Ruffini في الوحدات المستقبلة الميكانيكية بطيئة التكيف ، والتي تستجيب للضغط الساكن والتغيرات البطيئة في الضغط وتكون متحمسة عند التردد المنخفض (<16 هرتز). تحتوي الوحدات سريعة التكيف على جسيمات Meissner وكريات Pacinian ، والتي تستجيب للتغيرات السريعة في التحفيز وتكون مسؤولة عن الإحساس بالاهتزاز في نطاق التردد بين 8 و 400 هرتز. تم استخدام الاستجابة الذاتية للاهتزاز المنقول يدويًا في العديد من الدراسات للحصول على قيم عتبة وخطوط إحساس مكافئ وحدود غير سارة أو تحمل للمنبهات الاهتزازية عند ترددات مختلفة (Griffin 1990). تشير النتائج التجريبية إلى أن حساسية الإنسان للاهتزاز تتناقص مع زيادة التردد لكل من مستويات الاهتزاز المريحة والانزعاج. يبدو أن الاهتزاز العمودي يسبب إزعاجًا أكثر من الاهتزاز في اتجاهات أخرى. تم العثور على الانزعاج الذاتي أيضًا ليكون نتيجة للتركيب الطيفي للاهتزاز وقوة القبضة التي تمارس على المقبض المهتز.
تدخل النشاط
يمكن أن يتسبب التعرض الحاد للاهتزاز المنقول باليد في زيادة مؤقتة في عتبات الاهتزاز بسبب انخفاض استثارة مستقبلات الجلد الميكانيكية. يتأثر حجم التحول المؤقت للعتبة وكذلك وقت الاسترداد بعدة متغيرات ، مثل خصائص المنبه (التردد والسعة والمدة) ودرجة الحرارة بالإضافة إلى عمر العامل والتعرض السابق للاهتزاز. يؤدي التعرض للبرودة إلى تفاقم الاكتئاب اللمسي الناجم عن الاهتزاز ، لأن درجة الحرارة المنخفضة لها تأثير مضيق للأوعية على الدورة الدموية الرقمية وتقلل من درجة حرارة جلد الإصبع. في العمال المعرضين للاهتزاز والذين يعملون غالبًا في بيئة باردة ، يمكن أن تؤدي النوبات المتكررة من الضعف الحاد في حساسية اللمس إلى انخفاض دائم في الإدراك الحسي وفقدان البراعة التلاعبية ، والتي بدورها يمكن أن تتداخل مع نشاط العمل ، مما يزيد من مخاطر الإصابات الحادة نتيجة الحوادث.
تأثيرات غير الأوعية الدموية
الهيكل العظمي
تعتبر إصابات العظام والمفاصل الناتجة عن الاهتزاز أمرًا مثيرًا للجدل. يعتقد العديد من المؤلفين أن اضطرابات العظام والمفاصل لدى العمال الذين يستخدمون أدوات اهتزاز يدوية ليست محددة في طبيعتها ومماثلة لتلك التي تحدث بسبب عملية الشيخوخة والعمل اليدوي الشاق. من ناحية أخرى ، أفاد بعض الباحثين أن التغيرات الهيكلية المميزة في اليدين والمعصمين والمرفقين يمكن أن تنتج عن التعرض المطول للاهتزازات المنقولة باليد. كشفت تحقيقات الأشعة السينية المبكرة عن ارتفاع معدل انتشار فجوات وكيسات العظام في أيدي ورسغ العمال المعرضين للاهتزاز ، لكن الدراسات الحديثة أظهرت عدم وجود زيادة كبيرة فيما يتعلق بمجموعات المراقبة المكونة من العمال اليدويين. تم الإبلاغ عن الانتشار المفرط لهشاشة العظام في الرسغ والتهاب مفصل الكوع وهشاشة العظام في عمال مناجم الفحم وعمال بناء الطرق ومشغلي المعادن المعرضين للصدمات والاهتزازات منخفضة التردد ذات السعة العالية من الأدوات الإيقاعية الهوائية. على العكس من ذلك ، هناك القليل من الأدلة على زيادة انتشار اضطرابات العظام والمفاصل التنكسية في الأطراف العلوية للعمال المعرضين للاهتزازات متوسطة أو عالية التردد الناشئة عن مناشير السلسلة أو آلات الطحن. يمكن للجهد البدني الثقيل ، والإمساك بالقوة وغيرها من العوامل الميكانيكية الحيوية أن تفسر حدوث إصابات الهيكل العظمي المرتفعة في العمال الذين يشغلون الأدوات الطرقية. قد يترافق الألم الموضعي والتورم وتيبس وتشوهات المفاصل مع النتائج الإشعاعية لتنكس العظام والمفاصل. في عدد قليل من البلدان (بما في ذلك فرنسا وألمانيا وإيطاليا) ، تعتبر اضطرابات العظام والمفاصل التي تحدث لدى العمال الذين يستخدمون أدوات اهتزاز محمولة من الأمراض المهنية ، ويتم تعويض العمال المصابين.
الإصابات العصبية.
قد يعاني العمال الذين يتعاملون مع الأدوات الاهتزازية من وخز وخدر في أصابعهم وأيديهم. إذا استمر التعرض للاهتزاز ، فإن هذه الأعراض تميل إلى التفاقم ويمكن أن تتداخل مع القدرة على العمل وأنشطة الحياة. قد يُظهر العمال المعرضون للاهتزاز عتبات اهتزازية وحرارية ولمسية متزايدة في الفحوصات السريرية. لقد تم اقتراح أن التعرض المستمر للاهتزاز لا يمكن أن يقلل من استثارة مستقبلات الجلد فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى إحداث تغييرات مرضية في الأعصاب الرقمية مثل الوذمة حول العصب ، تليها التليف وفقدان الألياف العصبية. تظهر الدراسات الاستقصائية الوبائية للعاملين المعرضين للاهتزاز أن انتشار الاضطرابات العصبية المحيطية يختلف من نسبة قليلة إلى أكثر من 80 في المائة ، وأن فقدان الحواس يؤثر على مستخدمي مجموعة واسعة من أنواع الأدوات. يبدو أن الاعتلال العصبي الاهتزازي يتطور بشكل مستقل عن الاضطرابات الأخرى التي يسببها الاهتزاز. تم اقتراح مقياس للمكون العصبي لمتلازمة HAV في ورشة عمل ستوكهولم 86 (1987) ، ويتألف من ثلاث مراحل وفقًا للأعراض ونتائج الفحص السريري والاختبارات الموضوعية (الجدول 2).
الجدول 2. المراحل الحسية العصبية لمقياس ورشة ستوكهولم لمتلازمة اهتزاز اليد والذراع
المسرح |
العلامات والأعراض |
0SN |
يتعرض للاهتزاز ولكن لا توجد أعراض |
1SN |
خدر متقطع مع وخز أو بدونه |
2SN |
خدر متقطع أو مستمر ، قلة الإدراك الحسي |
3SN |
خدر متقطع أو مستمر ، وتمييز أقل عن طريق اللمس و / أو |
المصدر: Stockholm Workshop 86 1987.
التشخيص التفريقي الدقيق مطلوب للتمييز بين الاعتلال العصبي الاهتزازي واعتلال الأعصاب المصاحب للانحباس ، مثل متلازمة النفق الرسغي (CTS) ، وهو اضطراب ناتج عن ضغط العصب المتوسط أثناء مروره عبر نفق تشريحي في الرسغ. يبدو أن CTS هو اضطراب شائع في بعض المجموعات المهنية التي تستخدم أدوات الاهتزاز ، مثل حفار الصخور ، وعمال الصحون ، وعمال الغابات. يُعتقد أن الضغوطات المريحة التي تعمل على اليد والمعصم (الحركات المتكررة ، الإمساك القوي ، المواقف المحرجة) ، بالإضافة إلى الاهتزاز ، يمكن أن تسبب CTS في العمال الذين يتعاملون مع الأدوات الاهتزازية. ثبت أن تخطيط العضل الكهربائي الذي يقيس سرعات الأعصاب الحسية والحركية مفيد للتمييز بين متلازمة النفق الرسغي والاضطرابات العصبية الأخرى.
عضلي
قد يشكو العمال المعرضون للاهتزاز من ضعف العضلات وألم في اليدين والذراعين. في بعض الأفراد يمكن أن يسبب التعب العضلي الإعاقة. تم الإبلاغ عن انخفاض في قوة قبضة اليد في دراسات متابعة الحطابين. تم اقتراح الإصابة الميكانيكية المباشرة أو تلف الأعصاب المحيطية كعوامل مسببة لأعراض العضلات. تم الإبلاغ عن اضطرابات أخرى مرتبطة بالعمل في العمال المعرضين للاهتزاز ، مثل التهاب الأوتار والتهاب غمد الوتر في الأطراف العلوية ، وتقلص دوبويتران ، وهو مرض يصيب النسيج اللفافي في راحة اليد. يبدو أن هذه الاضطرابات مرتبطة بعوامل الإجهاد المريحة الناتجة عن العمل اليدوي الثقيل ، والارتباط بالاهتزاز المنقول باليد ليس حاسمًا.
اضطرابات الأوعية الدموية
ظاهرة رينود
أفاد جيوفاني لوريجا ، وهو طبيب إيطالي ، لأول مرة في عام 1911 أن قواطع الأحجار التي تستخدم مطارق هوائية على كتل رخامية وحجرية في بعض الساحات في روما عانت من هجمات تبيض الأصابع ، والتي تشبه الاستجابة للتشنج الوعائي الرقمي للبرودة أو الإجهاد العاطفي الذي وصفه موريس رينود في عام 1862. تم إجراء ملاحظات مماثلة من قبل أليس هاميلتون (1918) بين قاطعي الحجارة في الولايات المتحدة ، وبعد ذلك من قبل العديد من المحققين الآخرين. في الأدبيات ، تم استخدام مرادفات مختلفة لوصف اضطرابات الأوعية الدموية التي يسببها الاهتزاز: الإصبع الميت أو الأبيض ، وظاهرة رينود ذات الأصل المهني ، ومرض تقلص الأوعية الدموية الرضحي ، ومؤخراً ، الإصبع الأبيض الناجم عن الاهتزاز (VWF). من الناحية السريرية ، يتميز VWF بنوبات من الأصابع البيضاء أو الشاحبة الناتجة عن الانغلاق التشنجي للشرايين الرقمية. عادة ما تحدث النوبات بسبب البرد وتستمر من 5 إلى 30 إلى 40 دقيقة. قد يحدث فقدان كامل لحساسية اللمس أثناء الهجوم. في مرحلة الشفاء ، التي تتسارع عادة عن طريق الدفء أو التدليك الموضعي ، قد يظهر احمرار في الأصابع المصابة نتيجة لزيادة تفاعلية لتدفق الدم في الأوعية الجلدية. في الحالات المتقدمة النادرة ، يمكن أن تؤدي الهجمات التشنجية الوعائية الرقمية المتكررة والشديدة إلى تغيرات تغذوية (تقرح أو غرغرينا) في جلد أطراف الأصابع. لشرح ظاهرة رينود التي يسببها البرد في العمال المعرضين للاهتزاز ، يستدعي بعض الباحثين رد فعل مضيق للأوعية متعاطفًا مركزيًا مبالغًا فيه ناتج عن التعرض لفترات طويلة للاهتزازات الضارة ، بينما يميل البعض الآخر إلى التأكيد على دور التغيرات المحلية التي يسببها الاهتزاز في الأوعية الرقمية (على سبيل المثال ، سماكة الجدار العضلي ، ضرر بطاني ، تغيرات وظيفية في المستقبلات). تم اقتراح مقياس درجات لتصنيف VWF في ورشة عمل ستوكهولم 86 (1987) ، (الجدول 3). يتوفر أيضًا نظام عددي لأعراض VWF تم تطويره بواسطة Griffin استنادًا إلى درجات تبييض الكتائب المختلفة (Griffin 1990). يتم استخدام العديد من الاختبارات المعملية لتشخيص VWF بموضوعية. تعتمد معظم هذه الاختبارات على الاستفزاز البارد وقياس درجة حرارة جلد الإصبع أو تدفق الدم الرقمي والضغط قبل وبعد تبريد الأصابع واليدين.
الجدول 3. مقياس ورشة عمل ستوكهولم لتنظيم ظاهرة رينود الناتجة عن البرد في متلازمة اهتزاز اليد والذراع
المسرح |
الصف |
أعراض |
0 |
- |
لا هجمات |
1 |
خفيفة |
هجمات عرضية تؤثر فقط على أطراف إصبع واحد أو أكثر |
2 |
معتدل |
هجمات عرضية تؤثر على القاصي والمتوسط (نادرًا أيضًا |
3 |
حاد |
هجمات متكررة تصيب جميع الكتائب في معظم الأصابع |
4 |
قاسيه جدا |
كما في المرحلة 3 ، مع تغيرات الجلد التغذوية في أطراف الأصابع |
المصدر: Stockholm Workshop 86 1987.
أشارت الدراسات الوبائية إلى أن انتشار VWF واسع جدًا ، من أقل من 1 إلى 100 في المائة. لقد وجد أن VWF مرتبط باستخدام أدوات عمل المعادن الإيقاعية ، والمطاحن والأدوات الدوارة الأخرى ، والمطارق الإيقاعية والمثاقب المستخدمة في الحفر ، والآلات الاهتزازية المستخدمة في الغابة ، والأدوات والعمليات الأخرى التي تعمل بالطاقة. يُعرف VWF بأنه مرض مهني في العديد من البلدان. منذ 1975-80 ، تم الإبلاغ عن انخفاض في حدوث حالات جديدة من VWF بين عمال الغابات في كل من أوروبا واليابان بعد إدخال مناشير سلسلة مضادة للاهتزاز وتدابير إدارية تقلل من وقت استخدام المنشار. نتائج مماثلة ليست متاحة حتى الآن لأدوات من أنواع أخرى.
اضطرابات أخرى
تشير بعض الدراسات إلى أن ضعف السمع لدى العمال المصابين بفقدان السمع في VWF أكبر من المتوقع على أساس الشيخوخة والتعرض للضوضاء من استخدام أدوات الاهتزاز. تم اقتراح أن الأشخاص الذين يعانون من VWF قد يكون لديهم خطر إضافي من ضعف السمع بسبب الاهتزاز الناجم عن الانعكاس الودي لتضيق الأوعية الدموية التي تغذي الأذن الداخلية. بالإضافة إلى الاضطرابات المحيطية ، تم الإبلاغ عن آثار صحية ضارة أخرى تشمل الغدد الصماء والجهاز العصبي المركزي للعمال المعرضين للاهتزازات من قبل بعض المدارس الروسية واليابانية للطب المهني (Griffin 1990). تشمل الصورة السريرية ، التي تسمى "مرض الاهتزاز" ، العلامات والأعراض المتعلقة بخلل في المراكز اللاإرادية للدماغ (على سبيل المثال ، التعب المستمر ، والصداع ، والتهيج ، واضطرابات النوم ، والعجز الجنسي ، والتشوهات الكهربية للدماغ). يجب تفسير هذه النتائج بحذر وهناك حاجة إلى مزيد من العمل البحثي الوبائي والسريري المصمم بعناية لتأكيد فرضية الارتباط بين اضطرابات الجهاز العصبي المركزي والتعرض للاهتزاز المنقول باليد.
المعايير
اعتمدت العديد من البلدان معايير أو مبادئ توجيهية للتعرض للاهتزازات المنقولة يدويًا. يعتمد معظمها على المعيار الدولي 5349 (ISO 1986). لقياس الاهتزاز المنقول يدويًا ، توصي ISO 5349 باستخدام منحنى ترجيح التردد الذي يقارب حساسية اليد المعتمدة على التردد لمحفزات الاهتزاز. تسارع الاهتزاز المرجح بالتردد (aح ، ث) باستخدام مرشح ترجيح مناسب أو عن طريق جمع قيم التسارع الموزونة المقاسة بالأوكتاف أو نطاقات الأوكتاف الثلث على طول نظام إحداثيات متعامد (xh, yh, zh)، (شكل 1). في ISO 5349 ، يتم التعبير عن التعرض اليومي للاهتزاز من حيث الطاقة المكافئة لتسريع التردد المرجح لمدة أربع ساعات ((aح ، ث)اي كيو (4) في م / ث2 rms) ، وفقًا للمعادلة التالية:
(aح ، ث)اي كيو (4)=(T/ 4)½(aح ، ث)eq(T)
أين T هو وقت التعرض اليومي معبرًا عنه بالساعات و (aح ، ث)eq(T) هي الطاقة المكافئة لتسريع التردد المرجح لوقت التعرض اليومي T. يوفر المعيار إرشادات لحساب (aح ، ث)eq(T) إذا كان يوم العمل النموذجي يتميز بتعرضات متعددة بأحجام ومدد مختلفة. يقترح الملحق أ في ISO 5349 (الذي لا يشكل جزءًا من المعيار) علاقة تأثير الجرعة بين (aح ، ث)اي كيو (4) و VWF ، والتي يمكن تقريبها بواسطة المعادلة:
C= [(aح ، ث)اي كيو (4) TF/ 95]2 س 100
أين C هي النسبة المئوية للعمال المعرضين المتوقع أن يظهروا VWF (في حدود 10 إلى 50٪) ، و TF هو وقت التعرض قبل السلق بالأصابع بين العمال المتضررين (في حدود 1 إلى 25 سنة). يتم استخدام المكون السائد أحادي المحور للاهتزاز الموجه إلى اليد لحساب (aح ، ث)اي كيو (4)، والتي يجب ألا تزيد عن 50 م / ث2. وفقًا لعلاقة ISO بالجرعة والتأثير ، قد يُتوقع حدوث VWF في حوالي 10٪ من العمال مع تعرض يومي للاهتزاز إلى 3 م / ث2 لمدة عشر سنوات.
الشكل 1. نظام إحداثيات أساسي لقياس الاهتزازات المرسلة يدويًا
لتقليل مخاطر الآثار الصحية الضارة الناجمة عن الاهتزازات ، اقترحت لجان أو منظمات أخرى مستويات العمل والقيم الحدية (TLVs) للتعرض للاهتزاز. قام المؤتمر الأمريكي لخبراء حفظ الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH) بنشر TLVs للاهتزازات المنقولة يدويًا المقاسة وفقًا لإجراءات ترجيح التردد ISO (المؤتمر الأمريكي لخبراء حفظ الصحة الصناعية الحكوميين 1992) ، (الجدول 4). وفقًا لـ ACGIH ، يتعلق الاقتراح TLVs بالتعرض للاهتزاز الذي "قد يتعرض له جميع العمال تقريبًا بشكل متكرر دون التقدم إلى ما بعد المرحلة 1 من نظام تصنيف ورشة عمل ستوكهولم لـ VWF". في الآونة الأخيرة ، قدمت مفوضية الاتحاد الأوروبي مستويات التعرض للاهتزازات المنقولة يدويًا ضمن اقتراح توجيه لحماية العمال من المخاطر الناشئة عن العوامل المادية (مجلس الاتحاد الأوروبي 1994) ، (الجدول 5 ). في التوجيه المقترح ، يتم التعبير عن الكمية المستخدمة لتقييم خطر الاهتزاز من حيث تسارع تردد مرجح بالتردد مكافئ للطاقة لمدة ثماني ساعات ، A(8) = (T/ 8)½ (aح ، ث)eq(T)، باستخدام مجموع متجه للتسارع الموزون المحدد في الإحداثيات المتعامدة aمجموع=(aس ، ح ، ث2+aذ ، ح ، ث2+aض ، ح ، ث2)½ على مقبض أداة الاهتزاز أو الشغل. إن طرق قياس وتقييم التعرض للاهتزاز الواردة في التوجيه مستمدة أساسًا من المعيار البريطاني (BS) 6842 (BSI 1987a). ومع ذلك ، لا يوصي معيار BS بحدود التعرض ، ولكنه يوفر ملحقًا إعلاميًا حول حالة معرفة علاقة تأثير الجرعة للاهتزاز المنقول يدويًا. تم الإبلاغ عن مقادير التسارع المقدرة الموزونة بالتردد والتي يمكن أن تسبب عامل VWF في 10 ٪ من العمال المعرضين للاهتزاز وفقًا لمعيار BS في الجدول 6.
___________________________________________________________________________
الجدول 4. القيم الحدية للاهتزازات المرسلة باليد
إجمالي التعرض اليومي (ساعات) |
تسارع جذر متوسط التربيع مرجح التردد في الاتجاه السائد الذي لا ينبغي تجاوزه |
|
|
g* |
|
4-8 |
4 |
0.40 |
2-4 |
6 |
0.61 |
1-2 |
8 |
0.81 |
1 |
12 |
1.22 |
* 1 جم = 9.81 .
المصدر: بحسب المؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين عام 1992.
___________________________________________________________________________
الجدول 5. مقترح مجلس الاتحاد الأوروبي بشأن توجيه المجلس بشأن العوامل الفيزيائية: المرفق الثاني ألف - الاهتزازات المنقولة باليد (1994)
مستويات () |
أ (8) * |
التعريفات |
عتبة |
1 |
قيمة التعرض التي تحتها مستمرة و / أو متكررة ليس للتعرض أي تأثير ضار على صحة العمال وسلامتهم |
اكشن |
2.5 |
القيمة التي يزيد فوقها واحد أو أكثر من المقاييس ** المحددة في الملاحق ذات الصلة |
قيمة حد التعرض |
5 |
قيمة التعرض التي يتجاوزها الشخص غير المحمي معرضة لمخاطر غير مقبولة. تجاوز هذا المستوى هو محظور ويجب منعه من خلال التنفيذ من أحكام التوجيه *** |
* A (8) = 8 ساعات مكافئ للطاقة تسارع مرجح بالتردد.
** معلومات ، تدريب ، إجراءات فنية ، مراقبة صحية.
*** التدابير المناسبة لحماية الصحة والسلامة.
___________________________________________________________________________
الجدول 6. مقادير تسارع الاهتزاز المرجحة بالتردد ( rms) والتي من المتوقع أن تؤدي إلى ابيضاض الأصابع في 10٪ من الأشخاص المعرضين *
التعرض اليومي (ساعات) |
التعرض مدى الحياة (سنوات) |
|||||
|
0.5 |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
0.25 |
256.0 |
128.0 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
0.5 |
179.2 |
89.6 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
1 |
128.0 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
4.0 |
2 |
89.6 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
2.8 |
4 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
4.0 |
2.0 |
8 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
2.8 |
1.4 |
* مع التعرض لفترة قصيرة ، تكون المقادير عالية وقد لا تكون اضطرابات الأوعية الدموية أول الأعراض السلبية التي تظهر.
المصدر: طبقًا للمعيار البريطاني 6842. 1987 ، BSI 1987a.
___________________________________________________________________________
قياس وتقييم التعرض
يتم إجراء قياسات الاهتزاز لتقديم المساعدة لتطوير أدوات جديدة ، للتحقق من اهتزاز الأدوات عند الشراء ، للتحقق من ظروف الصيانة ، ولتقييم تعرض الإنسان للاهتزاز في مكان العمل. تتكون معدات قياس الاهتزاز عمومًا من محول طاقة (مقياس تسارع عادةً) ، وجهاز تضخيم ، ومرشح (مرشح ممر النطاق و / أو شبكة ترجيح التردد) ، ومؤشر أو مسجل السعة أو المستوى. يجب إجراء قياسات الاهتزاز على مقبض الأداة أو قطعة العمل القريبة من سطح اليد (الأيدي) حيث يدخل الاهتزاز إلى الجسم. يلزم الاختيار الدقيق لمقاييس التسارع (على سبيل المثال ، النوع والكتلة والحساسية) والطرق المناسبة لتركيب مقياس التسارع على سطح الاهتزاز للحصول على نتائج دقيقة. يجب قياس الاهتزازات المنقولة إلى اليد والإبلاغ عنها في الاتجاهات المناسبة لنظام إحداثيات متعامد (الشكل 1). يجب إجراء القياس على مدى تردد لا يقل عن 5 إلى 1,500 هرتز ، ويمكن تقديم محتوى تردد التسارع للاهتزاز في محور واحد أو أكثر في نطاقات أوكتاف ذات ترددات مركزية من 8 إلى 1,000 هرتز أو في نطاقات أوكتاف ثلث بترددات مركزية من 6.3 إلى 1,250 هرتز. يمكن أيضًا التعبير عن التسارع على أنه تسارع مرجح بالتردد باستخدام شبكة ترجيح تتوافق مع الخصائص المحددة في ISO 5349 أو BS 6842. توضح القياسات في مكان العمل أن أحجام الاهتزاز المختلفة وأطياف التردد يمكن أن تحدث على أدوات من نفس النوع أو عندما يتم تشغيل نفس الأداة بطريقة مختلفة. يوضح الشكل 2 متوسط القيمة ونطاق توزيع التسارعات المرجحة المقاسة في المحور السائد للأدوات التي تعمل بالطاقة المستخدمة في الغابات والصناعة (ISSA International Section for Research 1989). في العديد من المعايير ، يتم تقييم التعرض للاهتزازات المنقولة يدويًا من حيث الطاقة المكافئة للتسارع المرجح بالتردد لمدة أربع ساعات أو ثماني ساعات محسوبة بواسطة المعادلات أعلاه. تفترض طريقة الحصول على تسريع مكافئ للطاقة أن وقت التعرض اليومي المطلوب لإحداث تأثيرات صحية معاكسة يتناسب عكسياً مع مربع التسارع المرجح بالتردد (على سبيل المثال ، إذا انخفض حجم الاهتزاز إلى النصف ، فيمكن زيادة وقت التعرض بعامل قدره أربعة). يعتبر هذا الاعتماد على الوقت معقولًا لأغراض التقييس وهو مناسب للأجهزة ، ولكن تجدر الإشارة إلى أنه لم يتم إثباته بالكامل من خلال البيانات الوبائية (Griffin 1990).
الشكل 2 - القيم المتوسطة ومدى توزيع تسارع جذر متوسط التربيع المرجح بالتردد في المحور السائد المقاس على مقبض (مقابض) بعض الأدوات الكهربائية المستخدمة في الغابات والصناعة
الوقاية
تتطلب الوقاية من الإصابات أو الاضطرابات الناجمة عن الاهتزازات المنقولة باليد تنفيذ الإجراءات الإدارية والفنية والطبية (ISO 1986 ؛ BSI 1987a). يجب أيضًا تقديم المشورة المناسبة لمصنعي ومستخدمي الأدوات الاهتزازية. يجب أن تتضمن التدابير الإدارية معلومات كافية وتدريبًا لإرشاد مشغلي الآلات الاهتزازية إلى تبني ممارسات عمل آمنة وصحيحة. نظرًا لأنه يُعتقد أن التعرض المستمر للاهتزاز يزيد من مخاطر الاهتزاز ، يجب ترتيب جداول العمل لتشمل فترات الراحة. يجب أن تتضمن التدابير الفنية اختيار الأدوات ذات الاهتزاز الأقل والتصميم المريح المناسب. وفقًا لتوجيهات المفوضية الأوروبية لسلامة الآلات (مجلس المجتمعات الأوروبية 1989) ، يجب على الشركة المصنعة أن تعلن عما إذا كان تسارع التردد المرجح للاهتزازات المنقولة يدويًا يتجاوز 2.5 م / ث2، على النحو الذي تحدده أكواد الاختبار المناسبة كما هو موضح في المواصفة القياسية الدولية ISO 8662/1 والمستندات المصاحبة لها لأدوات محددة (ISO 1988). يجب فحص شروط صيانة الأداة بعناية من خلال قياسات الاهتزاز الدورية. يجب إجراء الفحص الطبي قبل التوظيف والفحوصات السريرية اللاحقة على فترات منتظمة على العمال المعرضين للاهتزاز. تتمثل أهداف المراقبة الطبية في إبلاغ العامل بالمخاطر المحتملة المرتبطة بالتعرض للاهتزاز ، وتقييم الحالة الصحية وتشخيص الاضطرابات الناجمة عن الاهتزازات في المرحلة المبكرة. في فحص الفحص الأول ، يجب إيلاء اهتمام خاص لأي حالة قد تتفاقم بسبب التعرض للاهتزاز (على سبيل المثال ، الميل الدستوري للإصبع الأبيض ، وبعض أشكال ظاهرة رينود الثانوية ، والإصابات السابقة للأطراف العلوية ، والاضطرابات العصبية). يجب تحديد تجنب أو تقليل التعرض للاهتزاز للعامل المصاب بعد النظر في كل من شدة الأعراض وخصائص عملية العمل بأكملها. يجب نصح العامل بارتداء ملابس كافية للحفاظ على دفء الجسم بالكامل ، وتجنب أو تقليل تدخين التبغ واستخدام بعض الأدوية التي يمكن أن تؤثر على الدورة الدموية الطرفية. قد تكون القفازات مفيدة في حماية الأصابع واليدين من الصدمات والحفاظ عليها دافئة. قد يوفر ما يسمى بالقفازات المضادة للاهتزاز بعض العزل لمكونات الاهتزاز عالية التردد الناشئة عن بعض الأدوات.
"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). "