- •Предисловие
- •Глава 1. Концепция инженерной экологии
- •Глава 2. Антропогенное воздействие на атмосферу
- •2.1. Структура и состав атмосферы
- •2.2. Классификация загрязнителей атмосферы
- •2.3. Источники загрязнения атмосферы
- •2.4. Последствия загрязнения атмосферы
- •2.5. Управление качеством атмосферного воздуха
- •2.11. Ограничение выбросов
- •Литература
- •Глава 3. Антропогенное воздействие на гидросферу
- •3.2. Самоочищение в гидросфере
- •3.3. Основные источники загрязнения гидросферы
- •3.4. Оценка качества водной среды
- •Литература
- •Глава 4. Антропогенное воздействие на литосферу
- •4.2. Нормирование загрязняющих веществ в почве
- •4.5. Рекультивация земель
- •Литература
- •Глава 5. Шум (звук) и вибрации в окружающей среде
- •5.1. Основные понятия
- •5.4. Методы оценки и измерения шумового загрязнения
- •5.5. Источники шума и их шумовые характеристики
- •5.8. Причины и источники вибрации
- •5.9. Нормирование шума
- •Литература
- •6.1. Электрический ток и человек
- •6.2. Природное и статическое электричество. Защита от его воздействия
- •7.3. Электромагнитные поля ВЧ- и СВЧ-диапазонов
- •7.4. Защитные средства
- •Литература
- •8.2. Краткая характеристика различных типов лазеров
- •8.3. Применение лазеров
- •8.4. Действие лазерного излучения на организм человека
- •8.7. Нормирование лазерного излучения
- •8.9. Средства контроля уровня лазерного излучения
- •8.11.Лазеры в химическом анализе
- •Литература
- •9.1. Общие сведения об ионизирующих излучениях
- •9.2. Строение и свойства атомов
- •9.3. Радиоактивность
- •9.4. Дозиметрические величины и их единицы
- •9.5. Фоновое облучение человека
- •9.6. Радиационные эффекты облучения людей
- •9.7. Нормирование радиационного облучения
- •9.8. Методы и средства контроля радиационной обстановки
- •9.10. Защита населения от ионизирующих излучений
- •Литература
- •Глава 10. Горение и взрыв в окружающей среде
- •10.2. Критерии крупных пожаров и их последствий
- •10.6. Классы взрывоопасных зон в соответствии с ПУЭ
- •10.7. Установление категорий пожароопасных помещений
- •10.8. Средства и способы огнетушения
- •Литература
- •11.2. Мониторинг гидросферы
- •11.3. Мониторинг урбанизированных территорий
- •Глава 12. Система экологического мониторинга
- •Глава 13. Информационное обеспечение систем экологического мониторинга
- •13.2. Особенности организации данных в ГИС
- •13.3. Основные функциональные возможности ГИС
- •Литература
- •Глава 14. Экологическая экспертиза, аудит
- •14.3. Оценка воздействия на окружающую среду
- •14.4. Экологический аудит
- •Литература
- •Глава 15. Место сертификации в инженерной экологии
- •15.1. Цели и задачи сертификации
- •15.3. Экологическая сертификация
- •Литература
- •Глава 16. Анализ риска
- •16.4. Классические критерии принятия решений
- •16.5. Производные критерии принятия решений
- •16.8. Пример построения дерева отказов
- •16.9. Количественные аспекты анализа систем
- •Литература
- •Глава 17. Технические средства и методы защиты атмосферы
- •Классификация пылеулавливающего оборудования
- •17.4. Особенности применения мокрых пылеуловителей
- •17.6. Термическая нейтрализация вредных примесей
- •17.7. Биохимические методы
- •Литература
- •Глава 18. Защита водных объектов от загрязнений
- •18.1. Способы очистки нефтесодержащих стоков
- •18.2. Обработка сточных вод озоном
- •18.3. Биохимическая очистка сточных вод
- •Литература
- •Приложение
- •19.1. Накопление отходов производства и потребления
- •19.2. Классификация отходов
- •Литература
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
Г л а в а 8. Лазерная техника в инженерной экологии |
269 |
где W - полная энергия излучения лазера; р - коэффициент от ражения от поверхности; 8 - угол между нормалью к поверхности и направлением на точку наблюдения Р; 12 - расстояние от рас
сеивающей поверхности до точки наблюдения (рис. 8.4).
Значения коэффициента отражения для некоторых материалов
приведены в табл. 8.4.
|
|
Таблица 8.4 |
Материал |
Коэффициент отражения |
|
Белая бумага |
0,95... 0,98 |
|
Светлая штукатурка |
0,4 .. 0,9 |
|
Белая ткань |
0,55 ...0,65 |
|
Неокрашенное дерево |
0,65. |
0,8 |
Черная бумага |
0,04 |
0,05 |
Черный бархат· |
0,002 |
|
Лримеры расчета плотности энергии излучения для конкретных
лазерных установок приведены в [2].
8.9.Средства контроля уровня лазерного излучения
Втех случаях, когда рассчитать плотность энергии лазерного
излучения не удается, проводятся измерения с помощью специаль
ной дозиметрической аппаратуры. Наибольшее распространение по
лучили калориметрические и фотометрические дозиметры.
Принцип действия калориметрических приборов основан на нагревании рабочего элемента лазерным излучением. Такие прибо
ры характеризуются широким диапазоном длин волн измеряемого
излучения - от ультрафиолетового до инфракрасного. Например,
дозиметр ИМО-2 имеет рабочий диапазон длин волн от 330 нм до 10,6 мкм и пределы измерения энергии от 3 · 10-з до 10 Дж. В фо
тоэлектрических дозиметрах для регистрации излучения исполь зуются фотоэлементы и фотодиоды. Фотоэлектрические дозиметры характеризуются высокой чувствительностью, однако рабочий диа пазон длин волн простирается не выше 1,1 мкм. Примером является
дозиметр СИФ-1 с рабочим диапазоном длин волн 0,35 .. .1, 1 мкм и
диапазоном измеряемой энергии импульса 1о-1 3... 1О Дж.
Методика измерения характеристик лазерного излучения
на рабочих местах определяется ГОСТ 12.1.031-81, где изложе
ны также требования к измерительной аппаратуре.
270 Час т ь I Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе
Различают две формы дозиметрического контроля. предупреди
тельный контроль и индивидуальный контроль. Предупредительный дозиметрический контроль заключается в определении максималь ных уровней энергетических параметров лазерного излучения на гра нице рабочей зоны. Индивидуальный контроль состоит в измере нии уровней энергетических параметров излучения, действующего
на глаза и кожу конкретного работающего в течение рабочего дня
Предупредительный контроль проводится для лазерных устано
вок 11-IV классов в режиме максимальной отдачи мощности перио
дически не реже одного раза в год, а также при вводе новых уста
новок в эксплуатацию, модернизации конструкции, при эксперимен
тальных и наладочных работах и организации новых рабочих мест.
Индивидуальный дозиметрический контроль проводится при работе
на открытых лазерных установках, а также в тех случаях, когда не
исключено случайное попадание лазерного излучения на глаза или
кожу. На основании результатов контроля составляются конкрет
ные рекомендации по применению защитных мер и средств при ра
боте на данной установке.
8.1 О. Меры и средства защиты от лазерного излучения
Меры и средства защиты от лазерного излучения подразделяют
ся на три группы: организационные, технические коллективные
и индивидуальные.
Организационные меры включают создание условий для работы персонала, разработку правил и инструкций по технике безопаснос
ти и контроль их выполнения, ознакомление персонала с особеннос
тями биологического действия лазерного излучения и обучение поль
зованию индивидуальными и коллективными средствами защиты.
Лазеры II-IV классов перед вводом в эксплуатацию должны быть приняты специальной комиссией, назначенной руководством
предприятия, которая провернет соблюдение правил техники без
опасности, относит лазер к соответствующему классу и решает во
прос о вводе его в эксплуатацию.
К работе с лазерными установками должен допускаться только специально подготовленный персонал. При входе в помещение, где
работает лазер, должен быть установлен знак лазерной опасности
(рис. 8.5), а на самой лазерной установкепредупреждающая над
пись с указанием класса лазера. На лазерных установках, работаю
щих в ультрафиолетовом или инфракрасном диапазонах, должна
быть надпись <<НЕВИДИМОЕ ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ>).
Г л а в а 8 Лазерная техника в инженерной экологии |
271 |
Лазерные установки IV класса должны рас-
полагаться в отдельных помещениях с блоки ровкой входных дверей. В этих помещениях за прещается проведение каких-либо иных работ, не связанных с эксnлуатацией лазеров. За
прещается использовать лазеры III и IV клас
сов при театрально-зрелищных мероприятиях,
учебных демонстрациях, а также при работе на
открытом воздухе, например при геодезических
Рис 8 5 Знак лазерной оnасности
работах, для целей связи, локации и др.
Как известно, наибольшую опасность представляет прямой ла
зерный луч, поэтому должна быть исключена всякая возможность
попадания прямого луча на человека. Это особенно важно при экс плуатации мощных лазеров Для этого на всем пути от лазера до
мишени луч должен быть огорожен экранами, блендами и другими
непрозрачными предметами. На конечном участке лазерного луча
рекомендуется устанавливать мишень.
При работе мощных лазеров существует опасность поражения
персонала отраженным или рассеянным лазерным излучением. Осо бенно опасен зеркально отраженный луч, имеющий почти такую же плотност,ь потока энергии, что и основной луч лазера. Это I:IYЖHO учитывать в первую очередь при конструировании мишеней и дру
гих элементов конструкции, на которые может попасть луч лазера.
Для уменьшения интенсивности рассеянного лазерного излуче ния все элементы конструкции, кожухи приборов, стены помещения
рекомендуется окрашивать в темные цвета, nоверхность их должна
быть матовой. Помещение, где работает лазерная установка, должно быть хорошо освещено. В этих условиях размеры зрачка глаза не
большие, что способствует уменьшению энергии излучения, которая
может случайно попасть в глаз.
При проведении экспериментов с лазерами запрещается вво
дить блестящие предметы в зону луча. Следует иметь в виду, что
под действием лазерного излучения состояние поверхности может сильно измениться. Например, шероховатая стальная поверхность в зоне действия мощного сфокусированного лазерного луча расплав ляется и становится зеркальной, в результате чего энергия отражен ного излучения, попадающая в глаз, может сильно возрасти. Поэто
му категорически запрещается смотреть на мишень или обрабаты ваемый материал без защитных очков.
Защитные очки должны удовлетворять ряду требований. Они
должны сильно (на несколько порядков) ослаблять излучение лазера
272 Час т ь I Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и nрироде
и хорошо пропускать излучение остальной части видимого спектра,
чтобы работающий мог достаточно хорошо видеть предметы, с ко
торыми он манипулирует, а также свет ламп, используемых в сис
теме световой сигнализации. Светофильтры в очках должны быть
устойчивыми к лазерному излучению, не разрушаться и не изменять
под действием излучения своих характеристик.
В качестве светофильтров для защитных очков применяются поглощающие стекла, многослойные диэлектрические тонкопленоч ные отражатели и их комбинации. Поглощающие стекла и пласт массы наиболее дешевы и употребительны. В защитных очках,
предназначенных ДJJЯ работы с различными типами лазеров, исполь
зуются разные сорта стекол, каждый со своей полосой поглощения. Например, для логлощения ультрафиолетового излучения использу
ются стекла типа ЖС-17 и ЖС-18, поглощающие излучение с длиной волны менее 0,45 мкм. Несколько более широкой полосой поглоще ииядо 0,54 мкм -обладают оранжевые стекла ОС-11 и ОС-12.
Для обJJасти длин волн 0,63 ... 1,06 мкм в защитных очках могут быть
использованы светофильтры СЗС-21 и СЗС-22, а в диапазоне 1,06- 1,54 мкм - СЗС-24, СЗС-25, СЗС-26. В инфракрасном диапазоне
для логлощения энергии химических и жидкостных лазеров с дли
ной волны 2 .. 5 мкм используется материал люсит, прозрачный в
видимом диапазоне. Для защиты от излучения лазера на углекислом
газе с длино~ волны 10,6 мкм лучше всего применять плавленый
кварц, котор~й хорошо пропускает видимый свет, поглощает излу чение инфракрасного диапазона и не разрушается под действием
мощного луча лазера.
Светофильтры из поглощающих материалов обладают серьез
ным недостатком: мощное лазерное излучение, поглощаясь в мате
риале фильтра, приводит к его разрушению. Большинство оптичес ких стекол разрушается при энергии излучения 30... 60 Дж. Можно
повысить устойчивость светофильтров к мощному лазерному излу чению, покрывая их наружную поверхность пленкой отражающего
материала. При этом основная часть падающей энергии отражается
от светофильтра.
Очень хорошими качествами обладают многослойные интерфе
ренционные тонкопленочные светофильтры, которые отражают до
95% энергии на рабочей частоте. Диэлектрические многослойные
светофильтры имеют очень высокую частотную избирательность, от
ражая излучение с длиной волны, на кото·рую они рассчитываются, и пропуская излучение других длин волн. Такие светофильтры могут