В современной жизни человека практически любое электрическое устройство имеет своё излучение. Источником (ЭМП) служит высоковольтная линия, телевизор и даже личный смартфон. Всё человечество живёт в одном большом месте, это Земля, которая изначально пронизана природными волнами различного спектра.
Общее пространство
Ученые установили уровень природного волнового фона, в котором организм привык существовать. У земного шара имеется два отличающихся полюса, и каждый день мы на себе испытываем влияние спектра излучения. Изменяясь под действием внешних факторов, электромагнитное поле человека нарушается, что приводит к проблемам со здоровьем.
Исследователи давно заметили, что самые крупные войны в мире происходили после вспышек на Солнце, когда нарушался естественный магнитный фон Земли. В последнее время этот показатель приводится в прогнозах погоды по телевидению. В природе существуют особые места с горными породами. Здесь человек не может находиться по следующей причине: электромагнитное излучение и электромагнитное поле собственное не совпадают.
Влияние на здоровье
Электромагнитное излучение и электромагнитное поле влияют на здоровье человека, поэтому были установлены допустимые показатели. Отмечено негативное действие волн на нервную систему, работу головного мозга и сердца. У животных и насекомых, обитающих в районах повышенного ЭМП, наблюдают патологии в строении тела.
Согласно исследованиям, влияние волн негативно сказывается на самочувствии человека. Провоцируется головная боль и усталость, нарушается работа внутренних органов. Более старшее поколение может даже потерять сознание в опасной зоне: возле высоковольтных линий или работающего электромагнита.
Источником электромагнитного поля служит:
- Сотовая связь, смартфоны, излучатели Wi-Fi, бытовая техника. Сильное ЭМП появляется при работе микроволновой плиты.
- Электротранспорт, проводящие магистрали, промышленные объекты.
- Радары, рации, излучающие установки.
- Сканеры медицинские, в аэропортах.
- Телерадиосвязь, УВЧ-установки.
Нормы
Рядом с мощными излучателями по нормативным актам должна быть организована санитарная зона. Она рассчитывается согласно техническим данным объекта специальной комиссией. Стандартные значения указаны в документации. Так, при формировании показателей учитывают напряжение сети и силу тока, протекающую по проводам.
Таким источником электромагнитного поля является высоковольтная линия электропередач, питающая целый город. Санитарная зона учитывает, что нагрузка на подходящие провода меняется со временем суток и года. Область этого участка опасна для людей, животных и растений. Максимально допустимая граница, не опасная для организма, - это плотность потока равная 0,3 мкТл. Выше этой величины у здорового человека могут проявиться онкологические и сердечные заболевания.
Домашние приборы
Поэтому в инструкции микроволновой печи указано: не рекомендуется находиться непосредственно перед лицевой панелью во время разогревания пищи. Длительное пребывание беременных женщин в зоне повышенного электромагнитного поля может приводить к выкидышам. Учёными доказан тот факт, что сотовый телефон влияет на самочувствие человека. Лучше его не оставлять на ночь рядом с головой и не носить в карманах около сердца.
На улице
Источником электромагнитного поля служит ЛЭП, электротранспорт: трамваи, троллейбусы. Поэтому при выборе загородного участка опытные люди стараются держаться подальше от линий с питающими станций вещания, ретрансляторов сотовой связи, электрических подстанций. При подозрении о превышении допустимых норм излучение можно проверить прибором. Виновник будет обязан устранить негативный фактор.
Ещё один мощный излучатель - это железная дорога. Возле неё обязательно будут завышенные показатели. Однако от них никуда не деться, это плата за удобство передвижения горожан.
Методы борьбы
Одним из основных способов исключения влияния ЭМП на человека является пространственное отдаление излучающих объектов. Высоковольтные линии прокладываются высоко над природными ландшафтами, чтобы не навредить растениям и животным. Рядом с такими сооружениями запрещено возводить жилые дома, выращивать сельскохозяйственные культуры, пасти домашнюю скотину.
В городе распространено экранирование излучающих объектов. Энергия электромагнитного поля не проникает через заземленные металлические оболочки. Если человека надолго изолировать от поля Земли, у него появится сильная слабость или, наоборот, агрессия. Аналогичное самочувствие проявляется у моряков или подводников после длительного плавания.
Волновое лечение
При правильном излучении может наблюдаться обратный эффект. Его используют в медицине для восстановления функций организма. Источником электромагнитного поля служит который пациент прикладывает к больному месту. Длительная терапия снимает хронические недомогания суставов, сосудов, сердца.
ЭМП используется для снятия боли, улучшения кровообращения, благодаря ему быстро проходит усталость. Лечебный эффект образуется из-за ионизации металлических составляющих крови. Человек чувствует согревающее действие излучения. Периодическое применение медицинских аппаратов сводит на нет рецидивы хронических заболеваний.
Электромагнитное поле положительно влияет на иммунитет, убирает отеки. Наблюдается быстрая регенерация клеток после травм. Однако магнитотерапия может оказывать негативное влияние при наличии кардиостимуляторов или тогда, когда человек имеет заболевания крови. Назначать такое лечение должен врач по результатам обследования.
Что ещё запрещено размещать в негативных зонах?
Санитарная зона возле сильных источников электромагнитного поля устанавливается надзорными органами. В этом месте все объекты размещаются только после согласования с ними. Запрет касается помещений и площадок, отведенных под хранение горюче-смазочных материалов. Нельзя строить нефтебазы, заправки, стоянки под любой вид транспорта, кроме электрического.
Также в зоне не должны находиться люди. Запрещается размещать остановки, рынки, устраивать собрания. При необходимости организации подобных мест используется экранирование источника. На крышах, где имеются передающие станции, часто можно увидеть металлическую сетку вокруг антенны. Так добиваются сужения санитарной зоны.
Подобные меры принимаются для защиты жилых и производственных построек от обычных и шаровых молний. На крыше устанавливается металлическая антенна, заземленная глубоко в грунт. Вокруг здания образуется скопление положительного потенциала, а электроны уходят по искусственной цепи. При размещении нового прибора в своём доме лучше позаботиться заранее о месте его установки подальше от спального помещения.
К неионизирующим электромагнитным полям (ЭМП) и излучениям (ЭМИ) относятся: электростатические поля, постоянные магнитные поля (в т.ч. и геомагнитное поле земли), электрические и магнитные поля промышлен- ной частоты, электромагнитные излучения радиочастотного диапазона , элек- тромагнитные излучения оптического диапазона . К оптической области неио- низирующих излучений принято относить электромагнитные колебания с дли- ной волны от 10 до 34·104 нм. Из них диапазон длин волн от 10 до 380 нм относят к области ультрафиолетового (УФ) излучения, от 380 до 770 нм - к видимой области спектра и от 770 до 34·104 нм - к области инфракрасного (ИК) излучения. Глаз человека имеет наибольшую чувствительность к излуче- ниям с длиной волн 540…550 нм. Особый вид ЭМИ представляет собой лазер- ное излучение (ЛИ) оптического диапазона с длиной волны 102...106 нм. Отли- чие ЛИ от других видов ЭМИ заключается в том, что источник излучения ис- пускает электромагнитные волны строго одной длины волны и в одной фазе.
Электромагнитные поля и излучения являются источником негативного влияния на человека и окружающую среду. Они загрязняют не только произ-
Водственные среды, но и окружающую среду. Сейчас ученые и практикующие экологи называют электромагнитные загрязнения вялотекущей чрезвычайной ситуацией.
Магнитные поля (МП) могут быть постоянными, импульсными и перемен-
ными. Степень воздействия магнитного поля на работающих зависит от макси- мальной напряженности его в рабочей зоне. При действии переменных МП на- блюдаются характерные зрительные ощущения, которые исчезают в момент прекращения воздействия.
Проблема электромагнитного загрязнения возникла в результате резкого
увеличения в последние годы количества различных источников ЭМП техно- генного характера и повлекла за собой необходимость досконального изучения физических основ данного негативного фактора, а также выработки мероприя- тий по защите населения и окружающей среды в условиях действия электро- магнитного загрязнения, превышающего допустимые уровни.
Под электромагнитным загрязнением среды понимается состояние элек-
тромагнитной обстановки, характеризуемое наличием в атмосфере электромаг- нитных полей повышенной интенсивности, создаваемых техногенными и при- родными источниками излучения неионизирующей части электромагнитного спектра.
Под электромагнитным излучением
(ЭМИ) понимается процесс образова- ния электромагнитного поля.
Электромагнитное поле (ЭМП) представляет собой особую форму мате-
рии, состоящую из взаимосвязанных электрического и магнитного полей.
Электрическое поле представляет собой систему из замкнутых силовых ли- ний, создаваемых заряженными электрическими телами различных знаков или переменным магнитным полем. Постоянное электрическое поле создается не- подвижными электрическими зарядами.
Магнитное поле представляет собой систему из замкнутых силовых линий,
создаваемых при движении по проводнику электрических зарядов. Постоян- ное магнитное поле создается равномерно движущимися в проводнике элек- трическими зарядами постоянного тока.
Физические причины существования переменного электромагнитного поля
связаны с тем, что изменяющиеся во времени электрическое поле порождаеют магнитное поле, а изменения магнитного поля - вихревое электрическое по- ле. Напряженности этих полей, расположенные перпендикулярно друг другу, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или рав- номерно движущихся зарядов неразрывно связаны с ними. При ускорении движения зарядов часть ЭМП отрывается от них и присутствует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника их образо-
Вания. Критерием интенсивности электрического поля является его напря- женность E с единицей измерения В/м. Критериями интенсивности магнитного поля является его напряженность Н с единицей измерения А/м. Основными параметрами источника ЭМП являются частота электромагнитного колеба- ния, измеряемая в герцах (Гц), и длина волны, измеряемая в метрах (м).
Техногенные источники электромагнитного поля производственной среды
(технологические источники) по частотам излучения подразделяются на две группы.
К первой группе относятся источники, генерирующие излучения в диапазо-
не от 0 Гц до 3 кГц. Этот диапазон условно называют промышленные частоты . Источники: системы производства, передачи и распределения электроэнергии (электростанции, трансформаторные подстанции, системы и линии электропе- редач); офисная и домашняя электро- и электронная техника; электросети ад- министративных зданий и сооружений. На объектах железнодорожного транс- порта это системы электроснабжения электрифицированных железнодорожных линий, силовые трансформаторные подстанции, транспорт на электроприводе, системы и линии электропередач депо, грузовых районов, пунктов обработки вагонов и ремонтных производств, электросети административных зданий. К примеру, электротранспорт является мощным источником магнитного поля в
диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. Среднее значение магнитной составляющей
ЭМП электропоездов может достигать 200 мкТл (ПДУ = 0,2 мкТл).
Мощными источниками излучения электромагнитной энергии являются провода высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) промышленной часто- ты 50 Гц. Напряженность ЭМП, создаваемого ЛЭП, зависит от величины на- пряжения (в России - от 330 до 1150 кВ), нагрузки, высоты подвески прово- дов, расстояния между проводами ЛЭП. Напряженность ЭМП непосредствен- но над проводами и в определенной зоне вдоль трассы ЛЭП может значительно превышать ПДУ электромагнитной безопасности населения, особенно по маг- нитной составляющей. Негативное влияние электрических сетей в производст- венных и административных зданиях обусловлено тем, что человек постоянно находится в помещении вблизи электропроводки, в том числе проложенной не- экранированно. Кроме этого, наличие в зданиях железосодержащих конструк- ций и коммуникаций создает эффект «экранированного помещения», что уси- ливает электромагнитный эффект при расположении в них большого количест- ва различных источников излучения, в том числе и сетей электропроводки.
Ко второй группе технологических источников относятся источники, гене- рирующие излучения в диапазоне от 3 кГц до 300 ГГц. Излучения этого диапа- зона условно называют радиочастотами.
Источниками излучения радиочастотного диапазона являются:
офисная электро- и электронная техника;
теле- и радиопередающие центры;
системы получения информации, сотовая и спутниковая связь, релейные
навигационные системы;
радиолокационные станции (РЛС) различного вида и назначения;
оборудование, использующее сверхвысокочастотное излучение (видео-
дисплейные терминалы, СВЧ-печи, медицинские диагностические уста-
РЛС, используемые для управления движением воздушного транспорта и имеющие остронаправленные антенны кругового обзора, работают круглосу- точно и создают ЭМП высокой интенсивности. Системы сотовой связи по- строены на принципе деления территории на зоны (соты) радиусом 0,5…2 км, в центре которых располагаются базовые станции (БС), обслуживающие мо- бильные средства связи. Антенны БС создают опасные уровни напряженности в радиусе 50 м.
На объектах железнодорожного транспорта широко используются мнемо- схемы (у диспетчеров), видеодисплейные терминалы (ВДТ) и персональные ЭВМ (в кассах продажи железнодорожных билетов, в диспетчерских пунктах, в бухгалтериях и др.).
ВДТ на основе электронно-лучевых трубок являются источниками ЭМИ весьма широкого диапазона частот: низкочастотное, средних частот, высоко- частотное излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое, инфракрас- ное (достаточно высокой интенсивности). Зона превышения ПДУ может дос- тигать 2,5 м. Зоны превышения ПДУ вблизи установок закалки рельсов тока- ми высокой частоты (ТВЧ), индукционной сушки, электроламповых генераторов также оказываются более 3 м. Зона влияния электрического по- ля - пространство, в котором напряженность электрического поля превышает
5 кВ/м. Зона влияния магнитного поля - пространство, в котором напряжен- ность магнитного поля превышает 80 А/м.
Особую группу составляют источники ЭМИ военного характера, специаль-
но генерирующие ЭМП для вывода из строя объектов инфраструктуры и для нанесения поражения населению. К ним относятся: радиочастотное электро- магнитное оружие различных видов, лазерное оружие и др.
Не исключено воздействие ЭМИ на объекты и при террористических актах.
К объектам, которые могут подвергаться воздействию специально генерируе- мого мощного ЭМП могут относиться объекты так называемых «критических инфраструктур», от нормального функционирования которых зависит, в ос- новном, национальная безопасность и жизнедеятельность государства: прави- тельственная связь, телекоммуникации, системы энергоснабжения, водоснаб-
Жения, системы управления, транспортные системы, системы противоракетной обороны (ПРО), стратегические средства и т.д. Большинство объектов этих систем хранят и передают информацию с использованием электромагнитных полей. При воздействии электромагнитного потока высокой интенсивности на технологические элементы этих объектов может произойти уничтожение всей информации на данном объекте либо нарушение системы связи между этими объектами. И в том и в другом случае отдельные объекты и определенные
«критические инфраструктуры» нормально функционировать не будут.
Кроме этого, ЭМП высокой интенсивности могут вызывать расплавление металла различных технологических линий, что приведет, в свою очередь, к структурным изменениям в технологических устройствах и системах объектов.
Источники электромагнитных полей (ЭМП) чрезвычайно разнообразны - это системы передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи - ЛЭП, трансформаторные и распределительные подстанции) и приборы, потребляющие электроэнергию (электродвигатели, электроплиты, электронагреватели, холодильники, телевизоры, видеодисплейные терминалы и др.).
К источникам, генерирующим и транслирующим электромагнитную энергию, относятся радио- и телевизионные вещательные станции, радиолокационные установки и системы радиосвязи, самые разнообразные технологические установки в промышленности, медицинские приборы и аппаратура (аппараты для диатермии и индуктотермии, УВЧ-терапии, приборы для микроволновой терапии и др.).
Работающий контингент и население может подвергаться воздействию изолированной электрической или магнитной составляющих поля или их сочетанию. В зависимости от отношения облучаемого лица к источнику облучения, принято различать несколько видов облучения - профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту и облучение, осуществляемое в лечебных целях. Профессиональное облучение характеризуется многообразием режимов генерации и вариантов воздействия электромагнитных полей (облучение в ближней зоне, в зоне индукции, общее и местное, сочетающееся с действием других неблагоприятных факторов производственной среды). В условиях непрофессионального облучения наиболее типичным является общее облучение, в большинстве случаев в волновой зоне.
Электромагнитные поля, генерируемые теми или иными источниками, могут воздействовать на все тело работающего человека (общее облучение) или отдельной части тела (местное облучение). При этом, облучение может носить характер изолированного (от одного источника ЭМП), сочетанного (от двух и более источников ЭМП одного частотного диапазона), смешанного (от двух и более источников ЭМП различных частотных диапазонов), а также комбинированного (в условиях одновременного воздействия ЭМП и других неблагоприятных физических факторов производственной среды) воздействия.
Электромагнитная волна - это колебательный процесс, связанный с изменяющимися в пространстве и во времени взаимосвязанными электрическими и магнитными полями.
Электромагнитное поле - это область распространения электромагнитных
Характеристика электромагнитных волн. Электромагнитное поле характеризуется частотой излучения f, измеряемой в герцах, или длиной волны X, измеряемой в метрах. Электромагнитная волна распространяется в вакууме со скоростью света (3 108 м/с), и связь между длиной и частотой электромагнитной волны определяется зависимостью
где с - скорость света.
Скорость распространения волн в воздухе близка к скорости их распространения в вакууме.
Электромагнитное поле обладает энергией, а электромагнитная волна, распространяясь в пространстве, переносит эту энергию. Электромагнитное поле имеет электрическую и магнитную составляющие (Таблица № 35).
Напряженность электрического поля Е - это характеристика электрической составляющей ЭМП, единицей измерения которой является В/м.
Напряженность магнитного поля Н (А/м) - это характеристика магнитной составляющей ЭМП.
Плотность потока энергии (ППЭ) - это энергия электромагнитной волны, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единичную площадь. Единицей измерения ППЭ является Вт/м.
Таблица № 35. Единицы измерения интенсивности ЭМП в Международной системе единиц (СИ)
|
Для отдельных диапазонов электромагнитных излучений - ЭМИ (световой диапазон, лазерное излучение) введены другие характеристики.
Классификация электромагнитных полей. Частотный диапазон и длина электромагнитной волны позволяют классифицировать электромагнитное поле на видимый свет (световые волны), инфракрасное (тепловое) и ультрафиолетовое излучение, физическую основу которых составляют электромагнитные волны. Эти виды коротковолнового излучения оказывают на человека специфическое воздействие.
Физическую основу ионизирующего излучения также составляют электромагнитные волны очень высоких частот, обладающие высокой энергией, достаточной для того, чтобы ионизировать молекулы вещества в котором распространяется волна (Таблица № 36).
Радиочастотный диапазон электромагнитного спектра делится на четыре частотных диапазона: низкие частоты (НЧ) - менее 30 кГц, высокие частоты (ВЧ) - 30 кГц...30 МГц, ультравысокие частоты (УВЧ) - 30...300 МГц, сверхвысокие частоты (СВЧ) - 300 МГц.750 ГГц.
Особой разновидностью электромагнитных излучений (ЭМИ) является лазерное излучение (ЛИ), генерируемое в диапазоне длин волн 0,1...1000 мкм. Особенностью ЛИ является его монохроматичность (строго одна длина волны), когерентность (все источники излучения испускают волны в одной фазе), острая направленность луча (малое расхождение луча).
Условно к неионизирующим излучениям (полям) можно отнести электростатические поля (ЭСП) и магнитные поля (МП).
Электростатическое поле - это поле неподвижных электрических зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними.
Статическое электричество - совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках.
Магнитное поле может быть постоянным, импульсным, переменным.
В зависимости от источников образования электростатические поля могут существовать в виде собственно электростатического поля, образующегося в разного рода энергетических установках и при электротехнических процессах. В промышленности ЭСП широко используются для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов. Изготовление, испытание,
транспортировка и хранение полупроводниковых приборов и интегральных схем, шлифовка и полировка футляров радиотелевизионных приемников,
технологические процессы, связанные с использование диэлектрических
материалов, а также помещения вычислительных центров, где сосредоточена множительная вычислительная техника характеризуются образованием
электростатических полей. Электростатические заряды и создаваемые ими электростатические поля могут возникать при движении диэлектрических жидкостей и некоторых сыпучих материалов по трубопроводам, переливании жидкостей-диэлектриков, скатывании пленки или бумаги в рулон.
Таблица № 36. Международная классификация электромагнитных волн
|
Электромагниты, соленоиды, установки конденсаторного типа, литые и металлокерамические магниты сопровождаются возникновением магнитных полей.
В электромагнитных полях выделяют три зоны, которые формируются на различных расстояниях от источника электромагнитных излучений.
Зона индукции (ближняя зона) - охватывает промежуток от источника излучения до расстояния, равного примерно У2п ~ У6. В этой зоне электромагнитная волна еще не сформирована и поэтому электрическое и магнитное поля не взаимосвязаны и действуют независимо (первая зона).
Зона интерференции (промежуточная зона) - располагается на расстояниях примерно от У2п до 2лХ. В этой зоне происходит формирование ЭМВ и на человека действует электрическое и магнитное поля, а также оказывается энергетическое воздействие (вторая зона).
Волновая зона (дальня зона) - располагается на расстояниях свыше 2лХ. В этой зоне электромагнитная волна сформирована, электрическое и магнитное поля взаимосвязаны. На человека в этой зоне воздействует энергия волны (третья зона).
Действие электромагнитного поля на организм. Биологический и патофизиологический эффект воздействия электромагнитных полей на организм зависит от диапазона частот, интенсивности воздействующего фактора, продолжительности облучения, характера излучения и режима облучения. Действие ЭМП на организм зависит от закономерности распространения радиоволн в материальных средах, где поглощение энергии электромагнитной волны определяется частотой электромагнитных колебаний, электрических и магнитных свойств среды.
Как известно, ведущим показателем, характеризующим электрические свойства тканей организма, являются их диэлектрическая и магнитная проницаемость. В свою очередь, различия электрических свойств тканей (диэлектрической и магнитной проницаемости, удельного сопротивления) связаны с содержанием в них свободной и связанной воды. Все биологические ткани, по диэлектрической проницаемости, подразделяются на две группы: ткани с высоким содержанием воды - свыше 80% (кровь, мышцы, кожа, ткань мозга, ткань печени и селезенки) и ткани с относительно низким содержанием воды (жировая, костная). Коэффициент поглощения в тканях с высоким содержанием воды, при одинаковых значениях напряженности поля, в 60 раз выше, чем в тканях с низким содержанием воды. Поэтому глубина проникновения электромагнитных волн в ткани с низким содержанием воды в 10 раз больше, чем в ткани с ее высоким содержанием.
Тепловой и атермический эффект лежат в основе механизмов биологического действия электромагнитных волн. Тепловое действие ЭМП характеризуется избирательным нагревом отдельных органов и тканей, повышением общей температуры тела. Интенсивное облучение ЭМП может вызывать деструктивные изменения в тканях и органах, однако острые формы поражения встречаются крайне редко и их возникновение чаще всего связано с аварийными ситуациями при нарушении техники безопасности.
Хронические формы радиоволновых поражений, их симптомы и течение не имеют строго специфических проявлений. Тем не менее, для них характерно развитие астенических состояний и вегетативных расстройств, главным образом со
стороны сердечно-сосудистой системы. Наряду с общей астенизацией, сопровождающейся слабостью, повышенной утомляемостью, беспокойным сном, у больных появляются головная боль, головокружение, психоэмоциональная лабильность, боли в области сердца, повышенная потливость, снижение аппетита. Развиваются признаки акроцианоза, регионарный гипергидроз, похолодание кистей и стоп, тремор пальцев рук, лабильность пульса и артериального давления с наклонностью к брадикардии и гипотонии; дисфункция в системе гипофиз - кора надпочечников приводит к изменениям секреции гормонов щитовидной и половых желез.
Одним из немногих специфических поражений, вызываемых воздействием электромагнитных излучений радиочастотного диапазона, является развитие катаракты. Помимо катаракты, при воздействии электромагнитных волн высоких частот, могут развиваться кератиты и повреждения стромы роговицы.
Инфракрасное (тепловое) излучение, световое излучение при высоких энергиях, а также ультрафиолетовое излучение большого уровня, при остром воздействии, могут приводить к расширению капилляров, ожогам кожи и органов зрения. Хроническое облучение сопровождается изменением пигментации кожи, развитием хронического конъюнктивита и помутнением хрусталика глаза. Ультрафиолетовое излучение небольших уровней полезно и необходимо для человека, так как способствует усилению обменных процессов в организме и синтезу биологически активной формы витамина D.
Эффект воздействия лазерного излучение на человека зависит от интенсивности излучения, длины волны, характера излучения и времени воздействия. При этом выделяют локальное и общее повреждение тех или иных тканей организма человека. Органом-мишенью при этом служит глаз, который легко повреждается, нарушается прозрачность роговицы и хрусталика, возможно повреждение сетчатки глаза. Лазерное изучение, особенно инфракрасного диапазона, способно проникать через ткани на значительную глубину, поражая внутренние органы. Длительное воздействие лазерного излучения даже небольшой интенсивности может привести к различным функциональным нарушениям нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции, артериального давления, повышению утомляемости, снижению работоспособности.
Гигиеническое нормирование электромагнитных полей. Согласно нормативным документам: СанПиН «Санитарно-эпидемиологические требования к эксплуатации радиоэлектронных средств с условиями работы с источниками электромагнитного излучения» № 225 от 10.04.2007 г. МЗ РК; СанПиН «Санитарные правила и нормы защиты населения от воздействия электромагнитных полей, создаваемых радиотехническими объектами» № 3.01.002-96 МЗ РК; МУ
«Методические указания по осуществлению государственного санитарного надзора за объектами с источниками электромагнитных полей (ЭМП) неионизирующей части спектра» № 1.02.018/у-94 МЗ РК; МУ «Методические рекомендации по проведению лабораторного контроля за источниками электромагнитных полей неионизирующей части спектра (ЭМП) при осуществлении государственного санитарного надзора» № 1.02.019/р-94 МЗ РК регламентируется интенсивность электромагнитных полей радиочастот на рабочих местах персонала,
осуществляющего работы с источниками ЭМП и требования к проведению контроля, а также регламентируется облучение электрическим полем, как по величине напряженности, так и продолжительности действия.
Частотный диапазон радиочастот электромагнитных полей (60 кГц - 300 МГц) оценивается напряженностью электрической и магнитной составляющих поля; в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц - поверхностной плотностью потока энергии излучения и создаваемой им энергетической нагрузкой (ЭН). Суммарный поток энергии, проходящий через единицу облучаемой поверхности за время действия (Т), и выражающийся произведением ППЭ Т представляет собой энергетическую нагрузку.
На рабочих местах персонала напряженность ЭМП в диапазоне частот 60 кГц - 300 МГц в течение рабочего дня не должна превышать установленных предельно допустимых уровней (ПДУ):
В случаях, когда время воздействия ЭМП на персонал не превышает 50% продолжительности рабочего времени, допускаются уровни выше указанных, но не более чем в 2 раза.
Нормирование и гигиеническая оценка постоянных магнитных полей (ПМП) в производственных помещениях и на рабочих местах (Таблица №37) осуществляется дифференцировано, в зависимости от времени воздействия на работника в течение рабочей смены и учетом условий общего или локального облучения.
| Таблица № 37. ПДУ воздействия ПМП на работающих. |
Достаточно широко используются также гигиенические нормативы ПМП (Таблица № 38), разработанные Международным комитетом по неионизирующим излучениям, которое функционирует при Международной ассоциации радиационной защиты.
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Кафедра Управления в социально-экономических системах
Курсовая работа
Источники и характеристики электромагнитных полей. Их воздействие на организм человека. Нормирование электромагнитных полей.
Санкт-Петербург
Введение 3
Общая характеристика электромагнитного поля 3
Характеристики электромагнитных полей 3
Источники электромагнитных полей 4
Воздействие электромагнитных полей на организм человека 5
Нормирование электромагнитных полей 5
Нормирование ЭМП для населения 10
Контроль облучения 14
Способы и средства защиты от ЭМ облучений 14
Экранирование 14
Экранирование высокочастотных термических установок 14
Рабочий элемент-индуктор 15
Защита от СВЧ энергии 16
Защита от облучения при настройке и испытаниях СВЧ установок 17
Способы защиты от утечек сквозь отверстия 18
Защита рабочего места и помещений 18
Воздействие лазерного излучения на человека 19
Нормирование лазерного излучения 19
Измерение лазерного излучения 20
Расчёт энергетической освещённости на рабочем месте 20
Меры защиты от лазерного излучения 21
Первая помощь 22
Список источников 23
Введение
В современных условиях научно-технического прогресса в результате развития различных видов энергетики и промышленности электромагнитные излучения занимают одно из ведущих мест по своей экологической и производственной значимости среди других факторов окружающей среды.
Общая характеристика электромагнитного поля
Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Представляет собой взаимосвязанные переменные электрическое поле и магнитное поле. Взаимная связь электрического и магнитного полей заключается в том, что всякое изменение одного из них приводит к появлению другого: переменное электрическое поле, порождаемое ускоренно движущимися зарядами (источником), возбуждает в смежных областях пространства переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, возбуждает в прилегающих к нему областях пространства переменное электрическое поле, и т. д. Таким образом, электромагнитное поле распространяется от точки к точке простран-ства в виде электромагнитных волн, бегущих от источника. Благодаря конечности скорости распространения электромагнитное поле может существовать автономно от породившего его источника и не исчезает с устранением источника (например, радиоволны не исчезают с прекращением тока в излучившей их антенне).
Характеристики электромагнитных полей
Известно, что около проводника, по которому протекает ток, возникают одновременно электрическое и магнитное поля. Если ток не меняется во времени, эти поля не зависят друг от друга. При переменном токе магнитное и электрическое поля связаны между собой, представляя единое электромагнитное поле.
Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию.
Частота электромагнитного поля - это число колебаний поля в секунду. Единицей измерения частоты является герц (Гц) - частота, при которой совершается одно колебание в секунду.
Длина волны - это расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах.
Поляризация - это явление направленного колебания векторов напряженности электрического поля или напряженности магнитного поля.
Электромагнитное поле обладает определённой энергией и характеризуется электрической и магнитной напряжённостью, что необходимо учитывать при оценке условий труда.
Источники электромагнитных полей
В целом общий электромагнитный фон состоит из источников естественного (электрические и магнитные поля Земли, радиоизлучения Солнца и галактик) и искусственного (антропогенного) происхождения (телевизионные и радиостанции, линии электропередачи, электробытовая техника). Источниками электромагнитных излучений также служат радиотехнические и электронные устройства, индукторы, конденсаторы термических установок, трансформаторы, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов, генераторы сверхвысоких частот и др.
Современные геодезические, астрономические, гравиметрические, аэрофотосъёмочные, морские геодезические, инженерно-геодезические, геофизические работы выполняются с использованием приборов, работающих в диапазоне электромагнитных волн, ультравысокой и сверхвысокой частот, подвергая работающих опасности с интенсивностью облучения до 10 мкВт/см 2 .
Воздействие электромагнитных полей на организм человека
Электромагнитные поля человек не видит и не чувствует и именно поэтому не всегда предостерегается от опасного воздействия этих полей. Электромагнитные излучения оказывают вредное воздействие на организм человека. В крови, являющейся электролитом, под влиянием электромагнитных излучений возникают ионные токи, вызывающие нагрев тканей. При определённой интенсивности излучения, называемой тепловым порогом, организм может не справиться с образующимся теплом.
Нагрев особенно опасен для органов со слаборазвитой сосудистой системой с неинтенсивным кровообращением (глаза, мозг, желудок и др.). При облучении глаз в течение нескольких дней возможно помутнение хрусталика, что может вызвать катаракту.
Кроме теплового воздействия электромагнитные излучения оказывают неблагоприятное влияние на нервную систему, вызывают нарушение функций сердечно-сосудистой системы, обмена веществ.
Длительное воздействие электромагнитного поля на человека вызывает повышенную утомляемость, приводит к снижению качества выполнения рабочих операций, сильным болям в области сердца, изменению кровяного давления и пульса.
Оценка опасности воздействия электромагнитного поля на человека производится по величине электромагнитной энергии, поглощённой телом человека.
Нормирование электромагнитных полей
ЭМП любой частоты имеет 3 условные зоны в зависимости от расстояния X до источника:
Зону индукции (пространство с радиусом Х 2);
Промежуточную зону (зону дифракции);
Волновую зону, Х2
Рабочие места вблизи источников ВЧ полей попадают в зону индукции. Для таких источников уровни облучений нормированы величиной напряжённости электрического Е(Вм) и магнитного Н(А/м) полей.
ГОСТом 12.1.006-84 установлены ПДУ на рабочем месте в течении всего рабочего дня:
|
Е |
|||
.,В/мРаботающие с генератором СВЧ попадают в волновую зону. В этих случаях нормируется энергетическая нагрузка на организм человека W (мкВт*ч/см.кв.) W = 200 мкВт*ч/см.кв. – для всех случаев облучения, исключая облучение от врвщающихся и сканирующих антенн – для них W = 2000 мкВт*ч/см.кв. Предельно допустимую плотность потока энергии (ПДУ) σ доп (мкВт/см.кв) вычисляются по формуле σ доп = W / Т, где Т – время работы в часах в течении рабочего дня. Во всех случаях σ доп ≤ 1000 мкВт/см.кв.
Национальные системы стандартов являются основой для реализации принципов электромагнитной безопасности. Как правило, системы стандартов включают в себя нормативы ограничивающие уровни электрических полей (ЭП), магнитных полей (МП) и электромагнитных полей (ЭМП) различных частотных диапазонов путем введения предельно допустимых уровней воздействия (ПДУ) для различных условий облучения и различных контингентов.
В России система стандартов по электромагнитной безопасности складывается из Государственных стандартов (ГОСТ) и Санитарных правил и норм (СанПиН). Это взаимосвязанные документы, являющиеся обязательными для исполнения на всей территории России.
Государственные стандарты по нормированию допустимых уровней воздействия электромагнитных полей входят в группу Системы стандартов безопасности труда - комплекс стандартов, содержащих требования, нормы и правила, направленных на обеспечение безопасности, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Они являются наиболее общими документами и содержат:
требования по видам соответствующих опасных и вредных факторов;
предельно допустимые значения параметров и характеристик;
общие подходы к методам контроля нормируемых параметров и методы защиты работающих.
Государственные стандарты России в области электромагнитной безопасности приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Государственные стандарты РФ в области электромагнитной безопасности
|
Обозначение |
Наименование |
|
ГОСТ 12.1.002-84 |
Система стандартов безопасности труда. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряжённости и требования к проведению контроля |
|
ГОСТ 12.1.006-84 |
Система стандартов безопасности труда. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля |
|
ГОСТ 12.1.045-84 |
Система стандартов безопасности труда. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля |
Санитарные правила и нормы регламентируют гигиенические требования более подробно и в более конкретных ситуациях облучения, а также к отдельным видам продукции. По своей структуре включают те же основные пункты, что и Государственные стандарты, однако излагают их более подробно. Как правило, санитарные нормы сопровождаются Методическими указаниями по проведению контроля электромагнитной обстановки и проведению защитных мероприятий.
В зависимости от отношения подвергающегося воздействию ЭМП человека к источнику излучения в условиях производства в стандартах России различаются два вида воздействия: профессиональное и непрофессиональное. Для условий профессионального воздействия характерно многообразие режимов генерации и вариантов воздействия. В частности, для облучения в ближней зоне обычно характерно сочетание общего и местного облучения. Для непрофессионального облучения типичным является общее облучение. ПДУ для профессионального и непрофессионального воздействия различны.воздействие на организм человека . Знание природы воздействия электромагнитных волн на организм человека , ... через физические характеристики поля излучения в...
Радиационное воздействие на здоровье человека
Реферат >> Экология... воздействия на наше тело. Ионизирующие излучения состоят из частиц (заряженных и незаряженных) и квантов электромагнитной ... воздействия ионизирующих излучений основаны на знании свойств каждого вида излучения, характеристики их ... воздействии на организм человека ...
Действие на организм человека электрического тока и первая помощь пострадавшим от него
Лабораторная работа >>... воздействие на организм человека ... их ... на открытых территориях. Наименьшая освещенность на полу ... источников ; - определить эффективность средств поглощения звука и звукоизоляции; - изучить характеристики ... электромагнитные , возникающие при работе электромагнитных ...
Воздействие токсичесиких веществ на организм человека
Реферат >> Безопасность жизнедеятельности... на здоровье потомства. Раздел I: КЛАССИФИКАЦИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ И ПУТИ ИХ ПОСТУПЛЕНИЯ В ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА ... степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре... характеристик окружающей среды. Следствием действия вредных веществ на организм ...
Широко распространенными источниками ЭМП в населенных местах в настоящее время являются радиотехнические передающие центры (РТПЦ), излучающие в окружающую среду электромагнитные волны ВЧ и УВЧ-диапазонов. Сравнительный анализ санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки в зоне действия таких объектов показал, что наибольшие уровни облучения людей и окружающей среды наблюдаются в районе размещения РТПЦ «старой постройки» с высотой антенной опоры не более 180 м. Наибольший вклад в суммарную интенсивность электромагнитного загрязнения вносят базовые станции сотовой связи, функциональные теле- и радиопередатчики, радиорелейные станции, радиолокационные станции, СВЧ-приборы. Отказываться от изобретений, облегчающих жизнь, конечно же, не стоит. Но, чтобы технический прогресс не стал из помощника врагом, следует лишь соблюдать некоторые правила и разумно использовать технические новшества. - системы производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии постоянного и переменного тока (0-3 кГц): электростанции, линии электропередачи (ВЛ), трансформаторные подстанции, домовые распределительные щиты электропитания, кабели электропитания, электропроводка, выпрямители и преобразователи тока); - бытовые приборы; - транспорт на электроприводе (0-3 кГц): железнодорожный транспорт и его инфраструктура, городской транспорт — метрополитен, троллейбусы, трамваи и т. п. — является относительно мощным источником магнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. Максимальные значения плотности потока магнитной индукции (В) в пригородных электричках достигают 75 мкТл при среднем значении 20 мкТл; - функциональные передатчики: радиовещательные станции низких частот (30 — 300 кГц), средних частот (0,3 — 3 МГц), высоких частот (3 — 30 МГц) и сверхвысоких частот (30 — 300 МГц); телевизионные передатчики; базовые станции систем подвижной (в т. ч. сотовой) радиосвязи; наземные станции космической связи; радиорелейные станции; радиолокационные станции и т.п. В длинном перечне источников электромагнитного загрязнения можно выделить в первую очередь те, с которыми приходится сталкиваться чаще всего.
Линии электропередачи
Провода работающей линии электропередачи (ЛЭП) создают в прилегающем пространстве электромагнитные поля промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются эти поля от проводов линии, достигает десятков метров. Дальность, распространение и величина поля зависит от класса напряжения ЛЭП (цифра, обозначающая класс напряжения стоит в названии — например, ЛЭП 220 кВ), чем выше напряжение — тем больше зона повышенного уровня электромагнитного поля, при этом размеры зоны не изменяются в течение времени работы линии электропередачи. Поскольку нагрузка ЛЭП может неоднократно изменяться как в течении суток, так и с изменением сезонов года, размеры зоны повышенного уровня магнитного поля также меняются. Границы санитарно-защитных зон для линий электропередачи на действующих линиях определяются по критерию напряженности электрического поля — 1 кВ/м. К размещению воздушных линий ультравысоких напряжений (750 и 1150 кВ) предъявляются дополнительные требования по условиям воздействия электрического поля на население. Так, ближайшее расстояние от оси проектируемых воздушных линий электропередачи 750 и 1150 кВ до границ населенных пунктов должно быть, как правило, не менее 250 и 300 м соответственно.
Бытовые электроприборы
Наиболее мощными следует признать СВЧ-печи, аэрогрили, холодильники с системой «без инея», электроплиты, телевизоры, компьютеры. Реально создаваемое ЭМП в зависимости от конкретной модели и режима работы может сильно различаться среди оборудования одного типа. Значения электромагнитного поля тесно связаны с мощностью прибора. Причем степень загрязнения увеличивается в геометрической прогрессии с увеличением мощности.
Функциональные передатчики
Радиолокационные системы работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные системы могут работать на частотах до 100 ГГц. Создаваемый ими ЭМ-сигнал принципиально отличается от излучения иных источников. Связано это с тем, что периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости облучения. Временная прерывистость облучения обусловлена цикличностью работы радиолокатора на излучение. Время наработки в различных режимах работы радиотехнических средств может исчисляться от нескольких часов до суток. Так у метеорологических радиолокаторов с временной прерывистостью 30 мин — излучение, 30 мин — пауза, суммарная наработка не превышает 12 ч, в то время как радиолокационные станции аэропортов в большинстве случаев работают круглосуточно. Ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости обычно составляет несколько градусов, а длительность облучения за период обзора составляет десятки миллисекунд. Радары метеорологические могут создавать на удалении 1 км ППЭ ~ 100 Вт/м 2 за каждый цикл облучения. Радиолокационные станции аэропортов создают ППЭ ~ 0,5 Вт/м 2 на расстоянии 60 м. Морское радиолокационное оборудование устанавливается на всех кораблях, обычно оно имеет мощность передатчика на порядок меньшую, чем у аэродромных радаров, поэтому в обычном режиме сканирования ППЭ, создаваемое на расстоянии нескольких метров, не превышает 10 Вт/м 2 . Возрастание мощности радиолокаторов различного назначения и использование остронаправленных антенн кругового обзора приводит к значительному увеличению интенсивности ЭМИ СВЧ-диапазона и создает на местности зоны большой протяженности с высокой плотностью потока энергии. Наиболее неблагоприятные условия отмечаются в жилых районах городов, в черте которых размещаются аэропорты.
Сотовая связь
Основными элементами системы сотовой связи являются базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ). Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами, вследствие чего БС и МРТ являются источниками электромагнитного излучения. Важной особенностью системы сотовой радиосвязи является весьма эффективное использование выделяемого для работы системы радиочастотного спектра (многократное использование одних и тех же частот, применение различных методов доступа), что делает возможным обеспечение телефонной связью значительного числа абонентов. В работе системы применяется принцип деления некоторой территории на зоны, или «соты», радиусом обычно 0,5-10 километров. Базовые станции поддерживают связь с находящимися в их зоне действия мобильными радиотелефонами и работают в режиме приема и передачи сигнала. В зависимости от стандарта, БС излучают электромагнитную энергию в диапазоне частот от 463 до 1880 МГц. БС являются видом передающих радиотехнических объектов, мощность излучения которых (загрузка) не является постоянной 24 часа в сутки. Загрузка определяется наличием владельцев сотовых телефонов в зоне обслуживания конкретной базовой станции и их желанием воспользоваться телефоном для разговора, что, в свою очередь, коренным образом зависит от времени суток, места расположения БС, дня недели и др. В ночные часы загрузка БС практически равна нулю. Мобильный радиотелефон (МРТ) представляет собой малогабаритный приемопередатчик. В зависимости от стандарта телефона, передача ведется в диапазоне частот 453 — 1785 МГц. Мощность излучения МРТ является величиной переменной, в значительной степени зависящей от состояния канала связи «мобильный радиотелефон — базовая станция», т. е. чем выше уровень сигнала БС в месте приема, тем меньше мощность излучения МРТ. Максимальная мощность находится в границах 0,125-1 Вт, однако в реальной обстановке она обычно не превышает 0,05 — 0,2 Вт.
Вопрос о воздействии излучения МРТ на организм пользователя до сих пор остается открытым. Многочисленные исследования, проведенные учеными разных стран, включая Россию, на биологических объектах (в том числе, на добровольцах), привели к неоднозначным, иногда противоречащим друг другу, результатам. Неоспоримым остается лишь тот факт, что организм человека «откликается» на наличие излучения сотового телефона.
Спутниковая связь
Системы спутниковой связи состоят из приемопередающей станции на Земле и спутника, находящегося на орбите. Диаграмма направленности антенны станций спутниковой связи имеет ярко выраженной узконаправленный основной луч — главный лепесток. Плотность потока энергии (ППЭ) в главном лепестке диаграммы направленности может достигать нескольких сотен Вт/м 2 вблизи антенны, создавая также значительные уровни поля на большом удалении. Например, станция мощностью 225 кВт, работающая на частоте 2,38 ГГц, создает на расстоянии 100 км ППЭ равное 2,8 Вт/м 2 . Однако рассеяние энергии от основного луча очень небольшое и происходит больше всего в районе размещения антенны.
Теле- и радиостанции
Телевизионные передатчики располагаются, как правило, в городах. Передающие антенны размещаются обычно на высоте выше 110 м. С точки зрения оценки влияния на здоровье интерес представляют уровни поля на расстоянии от нескольких десятков метров до нескольких километров. Типичные значения напряженности электрического поля могут достигать 15 В/м на расстоянии 1 км от передатчика мощностью 1 МВт. В России в настоящее время проблема оценки уровня ЭМП телевизионных передатчиков особенно актуальна в связи с резким ростом числа телевизионных каналов и передающих станций. Передающие радиоцентры (ПРЦ) размещаются в специально отведенных для них зонах и могут занимать довольно большие территории (до 1000 га). По своей структуре они включают в себя одно или несколько технических зданий, где находятся радиопередатчики, и антенные поля, на которых располагаются до нескольких десятков антенно-фидерных систем (АФС). АФС включает в себя антенну, служащую для измерения радиоволн, и фидерную линию, подводящую к ней высокочастотную энергию, генерируемую передатчиком. Зону возможного неблагоприятного действия ЭМП, создаваемых ПРЦ, можно условно разделить на две части. Первая часть зоны — это собственно территория ПРЦ, где размещены все службы, обеспечивающие работу радиопередатчиков и АФС. Это территория охраняется и на нее допускаются только лица, профессионально связанные с обслуживанием передатчиков, коммутаторов и АФС. Вторая часть зоны — это прилегающие к ПРЦ территории, доступ на которые не ограничен и где могут размещаться различные жилые постройки, в этом случае возникает угроза облучения населения, находящегося в этой части зоны. Расположение ПРЦ может быть различным, например, в Москве и Санкт- Петербурге характерно размещение в непосредственной близости или среди жилой застройки. Широко распространенными источниками ЭМП в населенных местах в настоящее время являются радиотехнические передающие центры (РТПЦ), излучающие в окружающую среду электромагнитные волны ВЧ и УВЧ-диапазонов.
Загрузка...
