Гигиеническое значение теплового (инфракрасного) излучения

В солнечном спектре на инфракрасную радиацию приходится 59% энергии, на видимый свет – 40%, ультрафиолетовое излучение – 1%. Однако указанное распределение может изменяться в значительной степени в зависимости от многих факторов: широты местности, времени года, облачности, времени дня, загрязнения атмосферы и т.д. и т.п.

В гигиене труда и в промышленной санитарии необходима оценка интенсивности теплового излучения от искусственных его источников, что весьма актуально в ряде производств («горячих производств»).

В отношении биологического воздействия на организм человека инфракрасная радиация обладает в основном тепловыми свойствами. Кванты инфракрасного излучения имеют относительно малую энергию и в отличие от ультрафиолетовых лучей не в состоянии вызвать фотохимические реакции.

В гигиенических целях необходимо различать области инфракрасного излучения: ближнюю (760–2500 нм), среднюю (2500 – 50000 нм) и дальнюю (больше 50000 нм). Это представляет интерес в связи с тем, что инфракрасное излучение с более короткими волнами проникает в ткани человека на некоторую глубину (в среднем 3 см) и вызывает равномерное прогревание их без выраженных субъективных ощущений и кожной эритемы, которые бы сигнализировали об опасности перегревания организма. Данный эффект используется для прогревания тканей в физиотерапии (лампы накаливания соллюкс). Длинноволновая часть задерживается на поверхности кожи, воздействие ее сопровождается повышением температуры кожи, эритемой и ощущением сильного жжения.

Общее действие инфракрасной радиации, как и конвекционного тепла, выражается в нарушении терморегуляции, функции сердечно-сосудистой системы и водно-солевого баланса, проявляется в виде различных тепловых поражений.

Если имеет место необходимость оценки солнечной радиации по ее тепловому эффекту (например, с целью разработки режимов труда и отдыха при выполнении работ на открытом воздухе), то измеряют суммарную, прямую и рассеянную солнечную радиацию.

Прямая солнечная радиация – солнечное излучение, достигающее уровня земной поверхности без каких-либо дополнительных задерживающих его факторов. Рассеянная солнечная радиация – это тепловое излучение облаков, отражающих прямые солнечные лучи. Суммарная солнечная радиация представляет собой сумму прямой и рассеянной радиации.

При оценке результатов измерения солнечной радиации по тепловому эффекту следует учитывать, что максимальный уровень ее на поверхности земли достигает 1,53 кал/см² х мин. У верхней границы атмосферы энергия инфракрасного излучения Солнца составляет 1,94 кал/см²´мин. Указанные величины необходимо учитывать не только при оценке фактических результатов измерения интенсивности лучистой энергии, но и для того, чтобы иметь возможность сравнительного анализа результатов теплового излучения от искусственных источников тепловой радиации.

При безоблачном небе интенсивность рассеянной радиации составляет 0,1–0,35кал/см²´мин, в облачную погоду интенсивность ее значительно возрастает и достигает 0,7 кал/см²´мин за счет рассеивающего эффекта облаков. Соотношение прямой и рассеянной радиации в высоких и низких широтах представлено в таблице 13.

Таблица 13

Соотношение прямой и рассеянной солнечной радиации, %

Географические широты	Прямая радиация	Рассеянная радиация
Высокие	30-40	60-70
Низкие	60-70	30-40

В отдельных случаях возникает необходимость оценки и так называемой отраженной солнечной радиации (в частности, для решения вопроса характера покрытий на отдельных открытых рабочих площадках).

Отраженная солнечная радиация – это та часть радиации Солнца, которая отражается от поверхности Земли в атмосферу. Отраженная радиация характеризуется величиной альбедо е:

где (10)

е – альбедо, %;

d – энергия отраженного излучения, кал/см²´мин;

a – энергия падающего излучения, кал/см²´мин;

100 – перевод отношения в проценты.

Величина альбедо колеблется от 9 (почва) до 90% (свежевыпавший снег).

При оценке теплового эффекта как естественной тепловой радиации, так и от искусственных ее источников (главным образом от искусственных) удобно пользоваться данными, представленными в таблице 14.

Таблица 14