Сопоставьте виды неионизирующих излучений и приборы. Неионизирующие электромагнитные излучения. Неионизирующие электромагнитные поля
К неионизирующим излучениям относят часть спектра электромагнитных колебаний и лазерные излучения. Возникновение данного фактора среды обитания человека связано с развитием радиоэлектроники, электроэнергетики, лазерной техники.
2.5.1. Электромагнитные излучения
Неионизирующими называют те электромагнитные колебания (ЭМК), энергия квантов которых недостаточна для ионизации молекул и атомов вещества. Значительную часть спектра неионизирующих излучений составляют излучения радиоволнового диапазона, меньшую часть - излучения оптического диапазона.
Электромагнитные излучения возникают при использовании электромагнитной энергии: радиосвязи, телевидения, радиолокации, радиолинейной, космической связи, радионавигации. Электромагнитная энергия нашла широкое применение в различных отраслях промышленности. В металлургии и машиностроении - для плавки, нагрева, сварки, напыления металлов; в текстильной и легкой промышленности - для сушки кожи, текстиля, бумаги, диэлектрической обработки материалов, нагрева, сварки и полимеризации пластмасс, в пищевой промышленности - для термообработки различных пищевых продуктов. Широко используется электромагнитная энергия в современной вычислительной технике, в медицине в лечебных и диагностических целях.
Основными параметрами электромагнитных колебаний являются длина волны l , частота f и скорость распространения волны V . В вакууме скорость распространения электромагнитных волн равна скорости света, а в средах она определяется
где e - диэлектрическая проницаемость среды; m - магнитная проницаемость среды.
Область распространения электромагнитных волн подразделяется на три зоны: ближнюю (зону индукции), промежуточную (зону интерференции) и дальнюю (волновую зону). Ближняя зона простирается на расстояние, равное примерно 1/6 длины волны (), где r - радиус сферы, центром которой является источник, l - длина волны. Дальняя зона начинается с расстояний, равных 6-7 длинам волн. Между этими двумя зонами располагается промежуточная зона.
Для оценки интенсивности электромагнитных полей в этих зонах используются различные параметры. В зоне индукции, где еще не сформировано электромагнитное поле и измеряемая электромагнитная энергия представляет собой определенный запас реактивной мощности, интенсивность излучений оценивается по электрической (Е ) и магнитной (Н ) составляющим. Единица измерения напряженности электрического поля – В/м, а магнитного поля – А/м.
Зона интерференции характеризуется наличием как поля индукции, так и поля распространяющейся электромагнитной волны. Энергетическим показателем этой зоны, как и ближней, является объемная плотность энергии, которая равна сумме плотностей электрического и магнитного полей.
Волновая зона характеризуется наличием сформированного электромагнитного поля, распространяющегося в виде бегущей волны. В этой зоне интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии (ППЭ),т.е. количеством энергии, падающей на единицу поверхности. Плотность потока энергии в волновой зоне связана с напряженностью электрического и магнитного полей соотношением Р=Е Н. Единица измерения ППЭ - Вт/м 2 .
Действие электромагнитных излучений на организм человека. Биологический эффект электромагнитных излучений определяется:
Плотностью потока энергии;
Частотой излучения;
Продолжительностью облучения;
Режимом облучения (постоянный, прерывистый, импульсный);
Размером облучаемой поверхности;
Наличием других вредных и опасных факторов среды обитания;
Индивидуальными особенностями организма.
С точки зрения взаимодействия электромагнитных полей с биологическим объектом весь спектр частот электромагнитных излучений разбивается на 5 диапазонов. К первому диапазону отнесены электромагнитные колебания с частотой от единиц до нескольких тысяч герц, ко второму - от нескольких тысяч герц до 30 МГц, к третьему - от 30 МГц до 10 ГГц, к четвертому - от 10 ГГц до 200 ГГц, к пятому - от 200 ГГц до 3000 ГГц.
Для первого диапазона характерно то, что тело человека при вза-имодействии его с низкочастотным электромагнитным полем может рассматриваться как достаточно хороший проводник, поэтому глубина проникновения силовых линий поля оказывается незначительной. Внутри тела поле практически отсутствует.
Для второго диапазона частот характерен быстрый рост величины поглощения энергии с увеличением частоты. Увеличение поглощенной энергии приблизительно пропорционально квадрату частоты.
Особенностью третьего диапазона является то, что на определенных частотах имеет место ряд максимумов поглощения телом энергии внешнего поля. Наибольшее поглощение электромагнитной энергии человеком наблюдается на частоте, близкой к 70 МГц. На более высоких и более низких частотах величина поглощенной энергии значительно меньше. При этом на меньших частотах энергия распределяется равномерно, а на больших в различных структурах тела возникают области максимума (так называемых горячих пятен).
Для четвертого диапазона характерно быстрое затухание энергии электромагнитного поля при ее проникновении внутрь ткани. Практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур.
Электромагнитные колебания пятого диапазона поглощаются самыми поверхностными слоями кожи.
При постоянном воздействии электромагнитных полей низких частот появляются головные боли, вялость, сонливость, раздражительность, боли в области сердца, а также функциональные нарушения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.
Механизм биологического действия электромагнитных полей связан с их тепловым эффектом, который является следствием поглощения энергии электромагнитного поля. Тепловое воздействие особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузыри).
Одним из специфических поражений, вызываемых воздействием электромагнитных излучений, является развитие катаракты, возникающее в результате нагрева хрусталика глаза до температур, превышающих допустимые физиологические пределы. Кроме катаракты, при воздействии электромагнитных излучений высоких частот (около 35 ГГц) могут возникать кератиты - воспаление роговицы глаз.
Воздействию электромагнитных излучений подвергаются в значительной мере операторы при работе на дисплеях. Установлено, что излучения? создаваемые выходным трансформатором строчной развертки, могут достигать 500 мВт/см, что соответствует 1300 в/м. На расстоянии 25 см от экрана электрическое поле на частоте выше 203 кГц достигает 80 В/м.
Гигиеническое нормирование электромагнитных излучений . Нормативными документами, регламентирующими воздействие электромагнитных излучений, являются:
ГОСТ 12.1.006-84 "Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля";
Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты" N 2971-34;
Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4/2 1.8.055-96 "Электромаг- нитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ).
ГОСТ 12.1.006-84 устанавливает ПДУ электромагнитных излучений на рабочих местах с учетом диапазонов частот.
В диапазоне частот 60 кГц-300 МГц интенсивность электромагнитного поля характеризуется напряженностью электрического (Е ) и магнитного (Н ) полей.
Предельно допустимые значения Е и Н в этом диапазоне определяют по допустимой энергетической нагрузке и времени воздействия. Энергетическая нагрузка равна произведению квадрата напряженности поля на время его воздействия. Энергетическая нагрузка, создаваемая электрическим полем, равна ЭН Е = = Е 2 Т , (В/м 2), магнитным - ЭН н =Н 2. Т , (А/м 2) ч.
Расчет предельно допустимых значений Е и Н в диапазоне частот 60 кГц - 300 МГц производят по формулам
где Е пд и Н пд - предельно допустимые значения напряженности электрического, (В/м), и магнитного (А/м) полей; Т - время воздействия, ч; и - предельно допустимые значения энергетической нагрузки в течение рабочего дня, (В/м) 2 /ч и (А/м) 2 /ч.
Максимальные значения , , представлены в табл.2.4.
Таблица 2.4
Одновременное воздействие электрического и магнитного полей в диапазоне частот от 0,06 до 3 МГц считается допустимым при соблюдении следующего условия:
где ЭН Е и ЭН Н - энергетические нагрузки, характеризующие воздействие электрического и магнитного полей.
В диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц интенсивность электромагнитного поля характеризуется поверхностной плотностью потока энергии (ППЭ), энергетическая нагрузка при этом равна:
ЭН ППЭ = ППЭ. Т
Предельно допустимые значения ППЭ электромагнитных полей в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц определяют по формуле:
где ППЭ ПД - предельно допустимое значение плотности потока энергии, Вт/м (мВт/см, мкВТ/см); - предельно-допустимая величина энергетической нагрузки, равная 2Вт ч/м (200 мкВт ч/м); К - коэффициент ослабления биологической эффективности, равный: I - для всех случаев облучения, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн; 10 - для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн; Т - время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч.
Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 устанавливают ПДУ воздействия на людей электромагнитных излучений в диапазоне частот 30 кГц - 300 ГГц, требования к источникам ЭМИ РЧ, к размещению этих источников, меры защиты работающих от воздействия ЭМИ РЧ.
Согласно названным правилам и нормам оценка воздействия ЭМИ РЧ на людей осуществляется по следующим параметрам:
По энергетической экспозиции, определяемой интенсивностью ЭМИ РЧ и времени его воздействия на человека;
По значениям интенсивности ЭМИ РЧ.
Оценка по энергетической экспозиции (ЭЭ) применяется для лиц, работа или обучение которых связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ при условии прохождения этими лицами медицинских осмотров в установленном порядке. Оценка же по значениям интенсивности ЭМИ РЧ применяется для лиц, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ, для лиц, не достигших 18 лет, для беременных женщин, для лиц, находящихся на территории жилой застройки.
В диапазоне частот 30 кГц - 300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля Е (В/м) и напряженности магнитного поля Н (А/м). В диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается по плотности потока энергии ППЭ (Вт/м 2 ; мкВт/см 2).
Энергетическая экспозиция, создаваемая электрическим полем, равна ЭЭ Е = = Е 2 Т (В/м 2) ч, а создаваемая магнитным полем равна ЭЭ Н =Н 2 Т (А/м 2) ч.
Предельно допустимые значения интенсивности ЭМИ РЧ (Е ПДУ, Н ПДУ , ППЭ ПДУ ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня и допустимое время воздействия в зависимости от интенсивности ЭМИ РЧ определяются по формулам:
Нормативным документом, регламентирующим защиту населения от воздействия электромагнитных излучений, являются "Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты" № 2971-34. Этим документом установлены следующие значения предельно допустимого уровня напряженности электрического поля, кВ/м: внутри жилых зданий - 0,5; на территории жилой застройки - 1; в населенной местности, вне зоны жилой застройки - 10; в ненаселенной местности - 15; в труднодоступной местности - 20.
СанПин 2.2.2.542-96 регламентируют допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений при работе с видеодисплейными терминалами (ВДТ), персональными электронно-вычислительными машинами (ПЭВМ), которые включают:
Напряженность электромагнитного поля по электрической составляющей на расстоянии 50 см от поверхности видеомонитора, В/м;
Напряженность электромагнитного поля по магнитной составляющей на расстоянии 50 см от поверхности видеомонитора, А/м;
Напряженность электростатического поля, кВ/м;
Поверхностный электростатический потенциал, В;
Плотность магнитного потока, нТл.
Кроме того, вышеупомянутым нормативным документом определены требования к микроклимату, содержанию аэроионов, вредных химических веществ в воздухе помещений, к шуму, вибрации, к организации режима труда и отдыха при работе с ВДТ и ПЭВМ.
Режим труда и отдыха установлен в зависимости от вида и категории трудовой деятельности. Виды трудовой деятельности разделены на три группы:
группа А - работа по считыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ;
группа Б - работа по вводу информации;
группа В - творческая работа в режиме диалога с ЭВМ.
Категории работы с ВДТ и ПЭВМ (I,II,III) установлены для групп А и Б по суммарному числу считываемых или вводимых знаков за рабочую смену, для группы В - по суммарному времени непосредственной работы с ВДТ или ПЭВМ.
Регламентирование шума при работе с ВДТ и ПЭВМ предусмотрено в октавных полосах частот со среднегеометрическими значениями 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000.
Допустимые значения виброскорости и виброускорения в м/с, м/с 2 и дБ установлены для среднегеометрических частот полос 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0, а также в третьоктавных полосах частот.
Учтены в СанПин 2.2.2.542-96 также эргономические требования, такие как высота стола над полом, основные размеры стула для учащихся и студентов.
Защита от электромагнитных полей . Все защитные мероприятия могут быть разделены на три группы:
Организационные;
Инженерно- технические;
Лечебно-профилактические.
Организационные мероприятия предусматривают оптимальное взаимное расположение облучающих объектов и обслуживающего персонала, разработку режима труда и отдыха с целью снижения до минимума времени нахождения людей под облучением.
Основой инженерно-технических мероприятий является экранирование. Экраны могут быть выполнены плоскими и замкнутыми, в виде оболочек. Основной характеристикой экранов является эффективность экранирования, т.е. степень ослабления электромагнитного поля. Она зависит от магнитной проницаемости материала, толщины его, удельного сопротивления, а также частоты электромагнитного поля.
В качестве материала для экранов обычно используют металлы (сталь, медь, алюминий). Изготавливают экраны или сплошными или сетчатыми. Кроме металлов могут быть использованы резина, древесное волокно, поролон, радиозащитное стекло с окиснометаллической пленкой.
Лечебно-профилактические мероприятия включают:
Предварительные и периодические медосмотры;
Сокращенный рабочий день;
Дополнительные отпуска.
Защитная одежда изготавливается из металлизированной ткани в виде комбинезонов, халатов, передников, курток с капюшонами с вмонтированными в них защитными очками.
В качестве профилактических мер при работах с ВДТ и ПЭВМ должны предусматриваться:
Проведение упражнений для глаз каждые 20-25 минут работы;
Проведение сквозного проветривания помещений во время перерывов;
Проведение физкультурной паузы во время перерывов;
Подключение таймера к ВДТ и ПЭВМ или централизованное отключение свечения информации на экранах видеомониторов с целью обеспечения нормируемого времени работы.
2.5.2. Лазерные излучения
Лазер - аббревиатура, состоящая из начальных букв английской фразы: Light Amplification by stimulated Emission of Radiation, что в переводе означает усиление света за счет создания стимулированного излучения. Лазерами называют устройства, основанные на принципе вынужденного индуцированного излучения атомов и молекул. В основе работы лазера лежит усиление светового излучения за счет энергии, накопленной атомами и молекулами лазерной среды в процессе накачки. Накачкой называют создание избытка атомов, находящихся в возбужденном состоянии. Способы накачки могут быть различными: оптическими, электрическими, электронными, химическими.
Лазерные установки нашли широкое применение во всех отраслях промышленности: в машиностроении для резки, сварки и упрочения металлов, в приборостроении - для обработки твердых и сверхтвердых сплавов, в радиоэлектронике - для точечной сварки, для производства печатных схем, микросварки, в текстильной промышленности - для раскроя тканей, в часовой промышленности - для прошивки отверстий в камнях и т.д. Растет применение лазеров в медицине: в офтальмохирургии, нейрохирургии. Большие перспективы открывает использование лазеров в области связи, в качестве источников света, для контроля за химическими процессами.
Общая и гигиеническая характеристика лазеров. Основными параметрами, характеризующими лазерные излучения с гигиенической точки зрения, являются: длина волны - l , мкм; энергетическая освещенность – W u , Вт/см 2 ; длительность импульса - t н ,с; частота повторения импульсов – f u , Гц; длительность воздействия - t , с.
Согласно "ГОСТ 12.1.040-83 Лазерная безопасность. Общие положения" все лазеры по степени опасности генерируемого излучения подразделяют на 4 класса. Лазеры 1 класса - выходное излучение их не представляет опасности для глаз и кожи.
Лазеры 2 класса - выходное излучение опасно для глаз при облучении прямым или зеркально отраженным излучением.
Лазеры 3 класса - их выходное излучение представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и при облучении кожи прямым и зеркально отраженным излучением.
Лазеры 4 класса - выходное излучение их представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.
Зеркально отраженным называют лазерное излучение, отраженное под углом, равным углу падения. Диффузно отраженное лазерное излучение - излучение, отраженное от поверхности, соизмеримой с длиной волны по всевозможным направлениям в пределах полусферы.
В зависимости от режима излучения различают два типа лазеров: непрерывного и импульсного действия.
По активному элементу, в котором энергия накачки преобразуется в излучение, различают лазеры газовые, жидкостные, полупроводниковые, твердотельные. По способу отвода тепла лазеры могут быть с естественным охлаждением и с принудительным воздушным или жидкостным.
При эксплуатации лазерных установок могут возникнуть следующие вредные и опасные факторы:
Лазерные излучения;
Повышенное значение напряжения в источниках электропитания лазеров;
Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;
Повышенный уровень ультрафиолетовой радиации;
Повышенная яркость света;
Повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте;
Повышенный уровень электромагнитного излучения;
Повышенный уровень инфракрасной радиации;
Повышенная температура поверхности оборудования;
Взрывоопасность в системах накачки лазеров.
Действие лазерных излучений на организм человека. Биологическое действие лазерных излучений зависит от мощности излучения, длины волны, характера импульса, частоты следования, продолжительности облучения, величины облучаемой поверхности и от анатомических и функциональных особенностей облучаемых тканей.
Для непрерывного лазерного излучения характерен тепловой механизм действия, следствием которого является коагуляция (свертывание) белка, а при больших мощностях - испарение биоткани.
При действии импульсного лазерного излучения с длительностью импульсов менее 10 -2 с происходит преобразование энергии излучения в энергию механических колебаний, в частности, ударной волны.
Облучение брюшной стенки таким излучением может привести к повреж- дению печени, кишечника и других органов брюшной полости, а облучение головы - к внутриклеточным и внутримозговым кровоизлияниям.
Большую опасность представляют лазерные излучения для глаз и кожи. Наиболее уязвимым органом являются глаза. Хотя чувствительность тканей глаза мало отличается от чувствительности других тканей, но фокусирующая способность оптической системы глаза резко увеличивает плотность энергии лазерного излучения и поэтому глаза, особенно сетчатая оболочка, рассматриваются как критический орган по отношению к лазерным излучениям. Степень поглощения лазерной энергии зависит от пигментации глазного дна: большему воздействию подвержены голубые и зеленые глаза, меньшему - карие. Попадая в глаз, энергия лазера абсорбируется пигментным слоем и повышает температуру, вызывая ожог.
Лазерные излучения вызывают также повреждения кожи от покраснения до поверхностного обугливания. Степень воздействия при этом определяется как параметрами излучения лазера, так и пигментацией кожи, состоянием кровообращения. Пигментированная кожа поглощает значительно больше лазерных лучей, чем светлая кожа.
Кроме этого, под воздействием лазерных излучений возможны функ-циональные расстройства в деятельности центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, снижение работоспособности, быстрая утомляемость, нарушение мозгового кровообращения.
Гигиеническое нормирование лазерных излучений. Предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения устанавливаются в соответствии с требованиями "Санитарных норм и правил устройства и эксплуатации лазеров" № 2392-81. ПДУ лазерных излучений для конкретных условий воздействия рассчитываются с помощью соответствующих формул с учетом длины волны l , длительности воздействия t , энергетической экспозиции Н , диаметра зрачка глаза d 3 , фоновой освещенности роговицы, а также ряда поправочных коэффициентов на частоту повторения импульсов, длительность воздействия серии импульсов.
Рассчитанные для различных биологических эффектов величины ПДУ сравниваются между собой и в качестве определяющего принимается наимень- шее значение ПДУ.
При одновременном воздействии лазерных излучений различных параметров, но обладающих сходством биологического действия должно соблюдаться следующее условие:
где Н (1,2...) - энергетические экспозиции, создаваемые различными источниками лазерного излучения; Н ПДУ - ПДУ энергетической экспозиции для соответствующего источника излучения.
Защита от лазерных излучений. При разработке защитных мер руководствуются классом опасности лазеров. Все меры защиты могут быть разделены на организационные, технические и лечебно-профилактические.
Лазеры 3 и 4 классов опасности должны применяться только в установках закрытого типа, в которых зона взаимодействия лазерного излучения с мишенью и луч лазера на всем его протяжении изолированы от работающих. Помещения, где эксплуатируются лазерные установки, должны удовлетворять требованиям санитарных норм. Стены помещений должны иметь матовую поверхность, обеспечивающую максимальное рассеяние излучения. Для окраски стен рекомендуется использовать клеевые краски на основе мела.
В зависимости от длины волны излучения выбирают методы защиты:
Снижение времени контакта с излучением;
Увеличение расстояния до источника излучения;
Ослабление излучения с помощью светофильтров.
Марки стекол, используемые в средствах защиты от лазерного излучения, выбирают с учетом типа лазера и длины волны.
Неионизирующие электромагнитные излучения.
Влияние на деятельность человека электромагнитных полей промышленной частоты и радиоволн.
Нормирование сверхвысокочастотного излучения
1. Безопасность жизнедеятельности / под ред. Белова С.В. – М.: Высшая школа, 1999. – 448 с., ил.
2. Русак О.Н., Малаян К.Р., Занько Н.Г. Безопасность жизнедеятельности. – СПб: Издательство «Лань», 2000. – 448 с., ил.
3. Маньков В. Д. Безопасность жизни и деятельности. Часть I. Безопасность общества и человека в современном мире: Учеб. пособие для военных ВУЗов. – СПб: МО РФ, 2002. – 500 с., ил.
4. Быков А. А., Мурзин Н. В. Проблема анализа безопасности человека, общества и природы. СПб.: Наука, 1997. – 182 с.
5. Хенли Д. Надежность технических систем и оценка риска. М.: Машиностроение, 1979. – 359 с.
6.Медицина катастроф. Учеб. пособие. / Под ред. проф. В. М. Рябочкина. М.: ИНИЛтд, 1996. – 272 с., ил.
7. Алексеев Н. А. Стихийные явления в природе. М.: Мысль, 1988. – 255 с., ил.
Неионизирующие электромагнитные излучения
При ускоренном движении электрических зарядов возникают электромагнитные волны (f = 10 3 …10 24 Гц). Они делятся на:
Радиоволны;
Инфракрасное излучение;
Видимый свет;
Ультрафиолетовое излучение;
Рентгеновское и гамма – излучения.
Первые четыре группы относят к неионизирующим электромагнитным волнам.
Источниками электромагнитных полей являются:
Природные источники (космические лучи, излучение солнца, атмосферное электричество);
Антропогенные источники (генераторы, трансформаторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи, компьютеры).
На предприятиях источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются линии электропередач, измерительные приборы, устройства защиты и автоматики, соединительные шины.
Скорость распространения ЭМИ постоянна и равна С = 3×10 8 м/с.
λ – длина волны, м.
f – частота, Гц
f = 10 3 Гц λ = С/f = 3×10 8 /10 3 = 3×10 5 м = 300 км
f = 10 24 Гц λ = С/f = 3×10 8 /10 24 = 3×10 -16 м = 3×10-10 мкм.
Качественными характеристиками электромагнитных полей являются:
Напряженность электрического поля Е, вольт на метр (В/м);
Напряженность магнитного поля Н, ампер на метр (А/м);
Плотность потока энергии J, ватт на метр квдратный (Вт/м 2).
Большую часть спектра электромагнитных излучений (ЭМИ) составляют радиоволны , меньшую часть - колебания оптического диапазона (инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое излучения).
В зависимости от частоты падающего электромагнитного излучения ткани организмов проявляют различные электрические свойства и ведут себя как проводник или как диэлектрик.
В зависимости от места и условий воздействия ЭМИ различают четыре вида облучения: профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту и облучение, осуществляемое в лечебных целях, а по характеру облучения - общее и местное.
Степень и характер воздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывный, прерывистый, импульсный),
Следствием поглощения энергии ЭМИ является тепловой эффект. Избыточная теплота, выделяющаяся в организме человека, отводится путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции; начиная с определенного предела, организм не справляется с отводом теплоты от отдельных органов и температура их может повышаться.
Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь). Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте). Помимо катаракты при воздействии ЭМИ возможны ожоги роговицы.
Острые нарушения при воздействии ЭМИ (аварийные ситуации) сопровождаются сердечно-сосудистыми расстройствами с обмороками, резким учащением пульса и снижением артериального давления.
В основу гигиенического нормирования положен принцип действующей дозы, учитывающей энергетическую нагрузку.
В диапазоне частот 60 кГц...300 МГц интенсивность электромагнитного поля выражается предельно допустимой напряженностью электрического и магнитного полей.
Оптическое излучение
Инфракрасное излучение (ИК) - часть электромагнитного спектра с длиной волны λ = 0,78…1000 мкм, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект.
ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ , не видимое глазом электромагнитное излучение в пределах длин волн l от 1-2 мм до 0,74 мкм. Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительно отличаются от их свойств в видимом излучении. Напр., слой воды в несколько см непрозрачен для инфракрасного излучения.
Наиболее поражаемые у человека органы - кожный покров и органы зрения; при остром повреждении кожи возможны ожоги, усиление пигментации кожи; мутагенный эффект ИК - облучения.
Видимое излучение - диапазон электромагнитных колебаний 0,4…0,78 мкм. Излучение видимого диапазона при достаточных уровнях энергии также может представлять опасность для кожных покровов и органа зрения. Пульсации яркого света вызывают сужение полей зрения, оказывают влияние на состояние зрительных функций, нервной системы, общую работоспособность.
Широкополосное световое излучение больших энергий характеризуется световым импульсом, действие которого на организм приводит к ожогам открытых участков тела, временному ослеплению или ожогам сетчатки глаз.
Оптическое излучение видимого и инфракрасного диапазона при избыточной плотности может приводить к изменениям в сердечной мышце.
Ультрафиолетовое излучение (УФИ) - спектр электромагнитных колебаний с длиной волны 0,2...0,4 мкм.
УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ , не видимое глазом электромагнитное излучение в пределах длин волн l=400-10 нм. Различают ближнее ультрафиолетовое излучение (400-200 нм) и дальнее, или вакуумное (200-10 нм).(1 нм = 10 -9 м).
Ультрафиолетовое излучение, составляющее приблизительно 5 % плотности потока солнечного излучения,- жизненно необходимый фактор, оказывающий благотворное стимулирующее действие на организм.
Ультрафиолетовое излучение искусственных источников (например, электросварочных дуг, плазмотронов) может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений. Наиболее уязвимы глаза, причем страдает преимущественно роговица и слизистая оболочка.
Лазерное излучение (ЛИ) представляет собой особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне длин волн 0,1...1000 мкм. Отличие ЛИ от других видов излучения заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности.
КОГЕРЕНТНОСТЬ (от лат. cohaerens - находящийся в связи), согласованное протекание во времени нескольких колебательных или волновых процессов. Если разность фаз 2 колебаний остается постоянной во времени или меняется по строго определенному закону, то колебания называются когерентными. Колебания, у которых разность фаз изменяется беспорядочно и быстро по сравнению с их периодом, называются некогерентными.
МОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ СВЕТ , световые колебания одной частоты. Свет, близкий к монохроматическому свету, получают, выделяя спектральную линию или узкий участок спектра при помощи спектральных приборов (монохроматоров, светофильтров и др.). Свет высокой степени монохроматичности излучают лазеры, а также свободные атомы.
Степень повреждения кожи зависит от первоначально поглощенной энергии. Повреждения могут быть различными: от покраснения до поверхностного обугливания и образования глубоких дефектов кожи.
Прямое облучение поверхности брюшной стенки вызывает повреждение печени, кишечника и других органов брюшной полости; при облучении головы возможны внутричерепные кровоизлияния.
Похожая информация.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
Воздействие на организм неионизирующего излучения
Курск, 2010
Введение
1. Последствия действия излучения для здоровья человека
2. Влияние на нервную систему
5. Влияние на половую функцию
7. Комбинированное действие ЭМП и других факторов
8. Заболевания, вызываемые воздействием неионизирующих излучений
9. Основные источники ЭМП
10. Биологическое действие неионизирующего излучения
11. Микроволны и радиочастотное излучение
12. Инженерно-технические мероприятия по защите населения от ЭМП
13. Лечебно-профилактические мероприятия
Заключение
Список использованной литературы
Известно, что излучения могут вредить здоровью человека и что характер наблюдаемых последствий зависит от типа излучения и от дозы. Влияние излучений на здоровье зависит от длины волны. Последствия, которые чаще всего имеют в виду, говоря об эффектах облучения (радиационное поражение и различные формы рака), вызываются только более короткими волнами. Эти типы излучений известны как ионизирующая радиация. В отличие от этого более длинные волны - от ближнего ультрафиолета (УФ) до радиоволн и далее - называют неионизирующим излучением, его влияние на здоровье совершенно иное. В современном мире нас окружает огромное количество источников электромагнитных полей и излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля. Излучение будет неионизирующим в том случае, если оно не способно разрывать химические связи молекул, то есть не способно образовывать положительно и отрицательно заряженные ионы.
Итак, к неионизирующим излучениям относятся: электромагнитные излучения (ЭМИ) диапазона радиочастот, постоянные и переменные магнитные поля (ПМП и ПеМП), электромагнитные поля промышленной частоты (ЭМППЧ), электростатические поля (ЭСП), лазерное излучение (ЛИ).
Нередко действию неионизирующего излучения сопутствуют другие производственные факторы, способствующие развитию заболевания (шум, высокая температура, химические вещества, эмоционально-психическое напряжение, световые вспышки, напряжение зрения). Так как основным носителем неионизирующего излучения является ЭМИ, большая часть реферата посвящена именно этому виду излучения.
В подавляющем большинстве случаев облучение происходит полями относительно низких уровней, ниже перечисленные последствия относятся к таким случаям.
Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Эти системы организма являются критическими. Реакции этих систем должны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население.
Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания. Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных, людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечнососудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.
2. Влияние на нервную систему
Большое число исследований, выполненных в России, и сделанные монографические обобщения, дают основание отнести нервную систему к одной из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию ЭМП. На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, имеющих контакт с ЭМП. Эти лица могут иметь склонность к развитию стрессорных реакций. Определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность к ЭМП. Особую высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.
3. Влияние на иммунную систему
В настоящее время накоплено достаточно данных, указывающих на отрицательное влияние ЭМП на иммунологическую реактивность организма. Результаты исследований ученых России дают основание считать, что при воздействии ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Установлено также, что у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается. Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на Т-систему клеточного иммунитета. ЭМП могут способствовать неспецифическому угнетению иммуногенеза, усилению образования антител к тканям плода и стимуляции аутоиммунной реакции в организме беременной самки.
4. Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную реакцию
В работах ученых России еще в 60-е годы в трактовке механизма функциональных нарушений при воздействии ЭМП ведущее место отводилось изменениям в гипофиз-надпочечниковой системе. Исследования показали, что при действии ЭМП, как правило, происходила стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождалось увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови. Было признано, что одной из систем, рано и закономерно вовлекающей в ответную реакцию организма на воздействие различных факторов внешней среды, является система гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников. Результаты исследований подтвердили это положение.
5. Влияние на половую функцию
Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и нейроэндокринной систем. Многократное облучение ЭМП вызывает понижение активности гипофиза
Любой фактор окружающей среды, воздействующий на женский организм во время беременности и оказывающий влияние на эмбриональное развитие, считается тератогенным. Многие ученые относят ЭМП к этой группе факторов. Принято считать, что ЭМП могут, например, вызывать уродства, воздействуя в различные стадии беременности. Хотя периоды максимальной чувствительности к ЭМП имеются. Наиболее уязвимыми периодами являются обычно ранние стадии развития зародыша, соответствующие периодам имплантации и раннего органогенеза.
Было высказано мнение о возможности специфического действия ЭМП на половую функцию женщин, на эмбрион. Отмечена более высокая чувствительность к воздействию ЭМП яичников нежели семенников.
Установлено, что чувствительность эмбриона к ЭМП значительно выше, чем чувствительность материнского организма, а внутриутробное повреждение плода ЭМП может произойти на любом этапе его развития. Результаты проведенных эпидемиологических исследований позволят сделать вывод, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам, повлиять на развитие плода и, наконец, увеличить риск развития врожденных уродств.
6. Другие медико-биологические эффекты
С начала 60-х годов в СССР были проведены широкие исследования по изучению здоровья людей, имеющих контакт с ЭМП на производстве. Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которого определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Было предложено выделить самостоятельное заболевание - радиоволновая болезнь. Это заболевание, по мнению авторов, может иметь три синдрома по мере усиления тяжести заболевания:
астенический синдром;
астено-вегетативный синдром;
гипоталамический синдром.
Наиболее ранними клиническими проявлениями последствий воздействия ЭМ-излучения на человека являются функциональные нарушения со стороны нервной системы, проявляющиеся прежде всего в виде вегетативных дисфункций неврастенического и астенического синдрома. Лица, длительное время находившиеся в зоне ЭМ-излучения, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна. Нередко к этим симптомам присоединяются расстройства вегетативных функций. Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются, как правило, нейроциркуляторной дистонией: лабильность пульса и артериального давления, наклонность к гипотонии, боли в области сердца и др. Отмечаются также фазовые изменения состава периферической крови (лабильность показателей) с последующим развитием умеренной лейкопении, нейропении, эритроцитопении. Изменения костного мозга носят характер реактивного компенсаторного напряжения регенерации. Обычно эти изменения возникают у лиц по роду своей работы постоянно находившихся под действием ЭМ-излучения с достаточно большой интенсивностью. Работающие с МП и ЭМП, а также население, живущее в зоне действия ЭМП, жалуются на раздражительность, нетерпеливость. Через 1-3 года у некоторых появляется чувство внутренней напряженности, суетливость. Нарушаются внимание и память. Возникают жалобы на малую эффективность сна и на утомляемость.
Учитывая важную роль коры больших полушарий и гипоталамуса в осуществлении психических функций человека, можно ожидать, что длительное повторное воздействие предельно допустимых ЭМ-излучения (особенно в дециметровом диапазоне волн) может повести к психическим расстройствам.
6. Комбинированное действие ЭМП и других факторов
Имеющиеся результаты свидетельствуют о возможной модификации биоэффектов ЭМП как тепловой, так и нетепловой интенсивности под влиянием ряда факторов как физической, так и химической природы. Условия комбинированного действия ЭМП и других факторов позволили выявить значительное влияние ЭМП сверхмалых интенсивностей на реакцию организма, а при некоторых сочетаниях может развиться ярко выраженная патологическая реакция.
К неионизирующим электромагнитным излучениям и полям (НЭ-МИП) относят электромагнитные излучения радиочастотного и оптического диапазонов, а также условно - статические электрические и постоянные магнитные поля, поскольку последние, строго говоря, излучениями не являются.
Электромагнитные излучения (ЭМИ) распространяются в виде электромагнитных волн, основными характеристиками которых являются: длина волны --X, м, частота колебаний -- f, Гц и скорость распространения -- V, м/с. В свободном пространстве скорость распространения ЭМИ равна скорости света -- С = 3 * 108 м/с.
Неионизирующие электромагнитные излучения и поля естественного происхождения. До недавнего времени основное внимание исследователей, занимающихся проблемой гигиенического нормирования неионизирующих электромагнитных излучений (НЭМИ), было сосредоточено на изучении биоэффектов ЭМИ антропогенного происхождения, уровни которых существенно превышают естественный электромагнитный фон Земли. Вместе с тем, в последние десятилетия была убедительно доказана важнейшая роль ЭМИ естественного происхождения в становлении жизни на Земле и ее последующих развитии и регуляции.
Биологическое действие неионизирующих электромагнитных излучений и полей естественного происхождения
Особое внимание при изучении влияния естественных ЭМИ на живую природу уделяется геомагнитному полю, как одному из важнейших факторов окружающей среды. Показано, что у различных организмов (от бактерий до млекопитающих) выявляется целый ряд реакций со стороны различных систем на изменение геомагнитного поля (Дубров А.П., 1974; Холодов Ю.А., 1976, 1982; Моисеева Н.И., Любицкий Р.И., 1986). Получены материалы, которые не только подтверждают чувствительность организмов к геомагнитному полю, но и не исключают у многих из них способности воспринимать содержащуюся в нем пространственно-временную информацию. Это свидетельствует о том, что геомагнитное поле является существенным компонентом среды обитания. Изучение магниторецепции у человека дало основание считать, что она представлена как в структурах мозга, так и надпочечниках (Дюрвард Д.Скайлс, 1989).В настоящее время стало ясно, что естественные электромагнитные поля следует рассматривать как один из важнейших экологических факторов. И если осуществление жизнедеятельности в условиях воздействия естественных ЭМИ является таким значимым и одновременно „привычным" для биосистем, то попадание в ситуацию, когда их уровни претерпевают резкие колебания или значительно снижены, может иметь серьезные негативные последствия.
Статические электрические поля.
Статические электрические поля (СЭП) представляют собой поля неподвижных электрических зарядов, либо стационарные электрические поля постоянного тока.
СЭП достаточно широко используются в народном хозяйстве для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов и т.д.
Вместе с тем существует целый ряд производств и технологических процессов по изготовлению, обработке и транспортировке диэлектрических материалов, где отмечается образование электростатических зарядов и нолей, вызванных электризацией перерабатываемого продукта (текстильная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная, химическая промышленности и др.). В энергосистемах СЭП образуются вблизи работающих электроустановок, распределительных устройств и линий электропередачи постоянного тока высокого напряжения. При этом имеет место также повышенная ионизация воздуха (например, в результате коронных разрядов) и возникновение ионных токов.
Основными физическими параметрами СЭП являются напряженность поля и потенциалы его отдельных точек. Напряженность СЭП -- векторная величина - определяется отношением силы, действующей па точечный заряд к величине этого заряда, измеряется в вольтах на метр (В/м). Энергетические характеристики СЭП определяются потенциалами точек поля.
Биоэффекты сочетанных влияний па организм СЭП и аэроионов свидетельствуют о синергизме в действии факторов. При этом превалирующим фактором выступает ионный ток, возникающий в результате движения аэроионов СЭП. Следует отметить, что механизмы влияния СЭП и ответных реакций организма остаются неясными и требуют дальнейшего изучения.
Постоянные магнитные поля.
Источниками постоянных магнитных полей (ПМП) па рабочих местах являются постоянные магниты, электромагниты, сильноточные системы постоянного тока (линии передачи постоянного тока, электролитные ванны и другие электротехнические устройства).
Постоянные магниты и электромагниты широко используются в приборостроении, в магнитных шайбах подъемных кранов и других фиксирующих устройствах, в магнитных сепараторах, в устройствах для магнитной обработки воды, в магнитогидродинамических (МГД) генераторах, установках ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), а также в физиотерапевтической практике.
Основными физическими параметрами, характеризующими ПМП, являются: напряженность поля (Н), магнитный поток (Ф) и магнитная индукция (В). В системе СИ единицей измерения напряженности магнитного поля является ампер на метр (А/м), магнитного потока - Вебер (Вб), магнитной индукции (или плотности магнитного потока) -- тесла (Тл).
Биологическое действие постоянных магнитных полей.
Живые организмы весьма чувствительны к воздействию ПМП. Имеется большое количество литературы по влиянию ПМП на организм человека и животных. Описаны результаты исследования влияния ПМП на различные системы и функции биообъектов различного уровня организации. Принято считать, что наиболее чувствительными к воздействию ПМП являются системы, выполняющие регуляторные функции (нервная, сердечно-сосудистая, нейроэндокринная и др.).
Следует отметить известную противоречивость взглядов по вопросу биологической активности ПМП. Эксперты ВОЗ на основании совокупности имеющихся данных пришли к заключению, что уровни ПМП до 2 Тл не оказывают существенного влияния па основные показатели функционального состояния организма животных.
Отечественными исследователями (Вялов A.M., Комарова А.А., Сыромятников и др.) описаны изменения в состоянии здоровья у лиц, работающих с источниками ПМП. Наиболее часто они проявляются в форме вегетодистоний, астеновегетативного и периферического вазовегетативного синдромов или их сочетания. Характерны субъективные жалобы астенического характера, функциональные сдвиги со стороны сердечно-сосудистой системы (брадикардия, иногда тахикардия, изменение на ЭКГ зубца Т), тенденция к гипотонии. Кровь достаточно устойчива к воздействию ПМП. Отмечается лишь тенденция к снижению количества эритроцитов и содержания гемоглобина, а также умеренный лейко - и лимфоцитоз.
Периферический вазовегетативный синдром (или вегетативно-сенситивный полиневрит) характеризуется вегетативными, трофическими, сенситивными расстройствами в дистальном отделе рук, изредка сопровождающимися легкими двигательными и рефлекторными нарушениями.
Электрические и магнитные поля промышленной частоты.
Электромагнитные поля (ЭМП) промышленной частоты (ПЧ) являются частью сверхнизкочастотного диапазона радиочастотного спектра, наиболее распространенной как в производственных условиях, так и в условиях быта. Диапазон промышленной частоты представлен в нашей стране частотой 50 Гц (в ряде стран Американского континента 60 Гц). Основными источниками ЭМП ПЧ, создаваемых в результате деятельности человека, являются различные типы производственного ибытового электрооборудования переменного тока, в первую очередь, подстанции и воздушные линии электропередачи сверхвысокого напряжения (СВН). Поскольку соответствующая частоте 50 Гц длина волны составляет 6000 км, человек подвергается воздействию фактора в ближней зоне. В связи с указанным гигиеническая оценка ЭМП ПЧ осуществляется раздельно по электрическому и магнитному полям (ЭП и МП ПЧ).
Электромагнитное поле (ЭМП) является особой формой материи. Электромагнитное поле (ЭМП) распространяется в виде электромагнитных волн. Представляющие собой взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей, составляющие единое электромагнитное поле.
Вследствие особенностей ЭМП и различного влияния на организм человека электромагнитных волн разной длины принято раздельное нормирование низкочастотных электромагнитных полей радиочастотного диапазона (10-30 кГц), ЭМП в диапазоне 30кГц-300 ГГц, статических электрических полей, полей создаваемых постоянными магнитами, ЭМП промышленной частоты и ЭМП создаваемым видеодисплеями, ПЭВМ и системами сотовой связи.
Источниками постоянного магнитного поля (ПМП) могут быть физиотерапевтическая аппаратура или диагностическое оборудование (установки ядерного магнитного резонанса).
Источниками ЭМП промышленной частоты (ЭМП ПЧ) являются элементы токопередающих систем различного напряжения (линии электропередачи, распределительные устройства и др.), электротранспорт, различные типы электрооборудования.
Уровни ЭМП искусственного происхождения, созданных человеком, существенно превышают уровни естественных полей.
В последние годы широкое распространение получили такие источники ЭМП, как видеодисплейные терминалы (ВДТ). В ООО «Уренгойгазпром» насчитывается большое количество пользователей персональных электронно-вычислительных машин (ПЭВМ) и видеодисплейных терминалов (ВДТ), и число их продолжает постоянно увеличиваться. В Обществе осуществляется работа по замерам и оценке электромагнитных излучений на рабочих местах пользователей ПЭВМ.
Современные ПЭВМ являются оборудованием с потреблением до 200-250 Вт, содержащим несколько электро- и радиоэлектронных устройств, поэтому вокруг ПЭВМ создаются поля с широким частотным спектром и пространственным распределением, такие как:
Электростатическое поле,
Переменные электрические поля,
Переменные магнитные поля.
Особенностями характеристик излучений ВДТ является достаточно широкий спектр частот излучения.
Источниками переменных электрических и магнитных полей в ПЭВМ являются узлы, в которых присутствует переменное высокое напряжение, и узлы, работающие с большими токами. Типичное пространственное распределение переменного магнитного поля вокруг ПЭВМ показано на рис.2 , а переменного электрического поля (в горизонтальной плоскости) на рис.3.
Компьютерная техника является источником целого ряда неблагоприятных физических факторов воздействия на состояние и здоровье пользователей. Следствием неблагоприятного воздействия компьютерной техники на здоровье пользователей можно выделить следующие наиболее важные последствия: заболевания глаз и зрительный дискомфорт, изменения костно-мышечной системы, нарушения, связанные со стрессом, кожные заболевания, неблагоприятные исходы беременности. Установлено, что пользователи персональных компьютеров подвержены стрессам в значительно большей степени, чем работники из любых других профессиональных групп. К другим обнаруженным жалобам на здоровье относятся «пелена перед глазами», сыпь на лице, хронические головные боли, тошнота, головокружения, лёгкая возбудимость и депрессии, быстрая утомляемость, невозможность долго концентрировать внимание, снижение трудоспособности и нарушения сна и многие другие.
Выявление, исследование причин, анализ и устранение таких экстремальных полей, на рабочих местах, представляет собой серьёзную задачу и является необходимым условием безопасной эксплуатации ПЭВМ.
Отнесение условий труда к тому или иному классу вредности и опасности при воздействии неионизирующих электромагнитных полей и излучений осуществляется в соответствии с табл. 15. Руководства Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда».
Значения ПДУ, с которыми проводится сравнение измеренных на рабочих местах величин ЭМП, определяются в зависимости от времени воздействия фактора в течение рабочего дня.
В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 "Электромагнитныеполя в производственных условиях", ГОСТ 12.1.045-84 "ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля", ГОСТ 12.1.002-84 "ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах", ОБУВ ПеМП 50 Гц N 5060-89, СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы", ГОСТ 12.1.006-84 "ССБТ Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля", Изменения N 1 ГОСТ 12.1.006-84, СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 "Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи", СанПиН 2.2.4.1329-03 "Требования по защите персонала от воздействия импульсных ЭМП".
Условия труда при действии неионизирующих электромагнитных полей и излучений относятся к 3 классу вредности при превышении на рабочих местах ПДУ, установленных для соответствующего времени воздействия,
с учетом значений энергетических экспозиций в тех диапазонах частот, где она нормируется. К 4 классу - для ЭП 50 Гц и ЭМП в диапазоне частот 30 МГц - 300 ГГц при превышении их максимальных ПДУ до значений, а также для широкополосных электромагнитных импульсов при превышении ПДУ напряженности электрического поля в 50 и более раз (для количества электромагнитных импульсов не более 5 в течение рабочего дня).
Ультрафиолетовое излучение.
УФИ -- это электромагнитные неионизирующие излучения оптического диапазона с длиной волны от 200 до 400 им и частотой от 1013 до 1016 Гц, подразделяемые в зависимости от биологической активности на области УФ-А, УФ-В и УФ-С.
УФ-А -- 400-320 им (синонимы: длинноволновое, ближнее УФ-излучение);
УФ-В - 320-280 им (средневолновое УФ-излучение, загарная радиация);
УФ-С - 280-200 им (коротковолновое, далекое УФ-излучение, бактерицидная радиация).
Волны менее 200 им не оказывают существенных биологических воздействий, так как радиация диапазона 200-5 им (вакуумный УФ) поглощается в атмосферном воздухе.
Солнце является источником радиации в широком диапазоне длин волн. До поверхности Земли доходит УФ в диапазоне 288-400 нм, более короткие волны УФИ Солнца поглощаются озоном стратосферы.
На долю УФИ с длиной волн 320-400 нм приходится 95% энергии, с длиной волн 290-320 нм - 0,1% энергии. В последнее время вследствие активного разрушения озонового слоя атмосферы -- естественного фильтра УФ-В - интенсивность этого излучения увеличивается.
Основными факторами, влияющими на количество и спектральный состав УФИ, которые достигают поверхности Земли, являются высота солнцестояния, тип и степень облачности, время суток, присутствие аэрозоля, смог.
Степень воздействия солнечной радиации зависит от времени суток и погодных условий, одежды, рода занятий, сложившихся социально обусловленных привычек, альбедо земли.
За последние годы отмечается возрастание УФ нагрузки па человека за счет увеличения солнечной радиации и появления новых искусственных источников этого излучения в промышленности, пауке и медицине.
Наиболее важные типы газоразрядных ламп -- это ртутные лампы низкого давления (большая часть излучаемой энергии имеет длину волны 253,7 нм, т.е. соответствует максимуму бактерицидной эффективности: используется для борьбы с вредными микроорганизмами) и высокого давления (длины волн 254, 297, 303, 313 и 365 нм широко используются в фотохимических реакторах, в печатном деле, для фототерапии кожных болезней); ксеноновые лампы высокого давления (спектр близок к солнечному над стратосферой; применяются также как ртутные); импульсные лампы (оптические спектры зависят от использованного газа - ксенон, криптон, аргон, неон и др.).
В люминесцентных лампах электрический дуговой разряд создается в ртутном паре и инертном газе при низком давлении. Спектр зависит от использованного люминофора. К этим лампам относятся источники излучения типа - люминесцентные солнечные лампы (длина волн 275-300 нм, максимум - 313 нм, эффективные с точки зрения загара); источники невидимого излучения („черного света") -- диапазон длин волн 300-410 нм, используются для обеспечения люминесценции в красках, чернилах, для фототерапии.
Источниками теплового излучения УФ являются сварка кислородно - ацетиленовыми, кислородно-водородными, плазменными горелками. Интенсивность различных диапазонов УФИ при сварке зависит от многих факторов, включая материал, из которого изготовлены электроды, разрядный ток и газ, окружающий дугу.
Монохроматическое УФИ генерируют лазеры. К ним относится группа эксимерных лазеров с длиной волны излучения 193, 248, 308, 351 нм. Основной особенностью эксимерных лазеров является, по мнению большинства исследователей, отсутствие термического действия па биологические ткани, что позволяет использовать их в медицине.
УФ эксимерные лазеры используются для обработки металлов (серебро, золото, медь), пластмасс, стекла, керамики, комбинированных материалов, причем речь идет о химическом изменении поверхности материалов.
С источниками УФИ контактируют работающие в полиграфической промышленности, химическом и деревообрабатывающем производстве, сельском хозяйстве; при кино- и телесъемках, а также в здравоохранении.
Критическими органами для восприятия УФИ являются кожа и глаза. Воздействие УФИ может вызвать специфические изменения в этих органах.
Градация условий труда при действии неионизирующих электромагнитных излучений оптического диапазона (лазерное, ультрафиолетовое) представлена в (табл.16.) Руководстве Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда».
В соответствии с СанПиН 5804-91 «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров», СН № 4557-88 «Санитарными нормами ультрафиолетового излучения в производственных помещениях», МУ № 5046-89 «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей с (применением искусственных источников ультрафиолетового излучения)».
Неионизирующие излучения на производстве
Неионизирующие излучения - это электромагнитные излучения различной частоты, не вызывающие ионизацию атомов и молекул вещества.
На следующем примере легко представить электромагнитное излучение или электромагнитную волну.
Если на водную гладь бросить камушек, то на поверхности образуются расходящиеся кругами волны. Они движутся от источника их возникновения (возмущения) с определенной скоростью распространения. Для электромагнитных волн возмущениями являются передвигающиеся в пространстве электрические и магнитные поля. Меняющееся во времени электрическое поле обязательно вызывает появление переменного магнитного поля, и наоборот. Эти поля взаимосвязаны (см. рис. 2).
Основным свойством всех волн, независимо от их природы, является перенос энергии без переноса вещества. Электромагнитные волны также переносят энергию, тем большую, чем больше их частота. Энергия электромагнитных волн воздействует на организм человека.
Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности электромагнитных полей во всех частотных диапазонах. При относительно низком уровне электромагнитного поля (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см2) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия электромагнитного поля в этом случае еще мало изучены.
Геомагнитное поле
Геомагнитное поле (ГМП) - это постоянное магнитное поле Земли.
Ослабление геомагнитного поля оказывает отрицательное влияние на здоровье человека.
Средняя напряженность поля на поверхности Земли составляет около 0,5 э (Эрстед) или 40 А/м, и сильно зависит от географического положения. Напряженность магнитного поля на магнитном экваторе около 0,34 э (Эрстед), у магнитных полюсов около 0,66 э. В некоторых районах (в так называемых районах магнитных аномалий) напряженность резко возрастает. В районе Курской магнитной аномалии она достигает 2 э.
Ослабление ГМП в производственных условиях происходит в экранированных сооружениях (экранирование от электромагнитных полей, генерируемых размещенным в помещении оборудованием), в подземных сооружениях метрополитена, в зданиях, выполненных из железобетонных конструкций, в кабинах скоростных лифтов, в кабинах буровых установок и экскаваторов, в салонах легковых автомобилей, в самолетах, на подводных лодках, в банковских хранилищах и т.д.
Нормируемые величины
Оценка и нормирование уровня ослабления геомагнитного поля производится на основании определения его интенсивности внутри помещения, объекта, транспортного средства и в открытом пространстве на территории, прилегающей к месту его расположения, с последующим расчетом коэффициента ослабления ГМП.
Коэффициент ослабления интенсивности ГМП равен отношению интенсивности ГМП открытого пространства к его интенсивности внутри помещения.
Классы условий труда по показателю «геомагнитное поле» приведены в таблице 2. Вредные условия труда по данном показателю определяются кратностью превышения ВДУ (раз).
Таблица 2
Методика измерения
Измерения интенсивности геомагнитного поля внутри помещения на каждом рабочем месте производятся на 3-х уровнях от поверхности пола с учетом рабочей позы:
· 0,5 м, 1,0 м и 1,2 м - при рабочей позе сидя;
· 0,5 м, 1,0 м и 1,7 м - при рабочей позе стоя.
Определяющим при расчете коэффициента ослабления ГМП является минимальное из всех зарегистрированных на рабочем месте значений интенсивности ГМП.
Средства измерений
Контроль гипогеомагнитных условий осуществляется посредством инструментальных измерений с использованием приборов ненаправленного приема, оснащенных изотропными датчиками, предназначенных для определения величины напряженности или индукции постоянного магнитного поля, с допустимой относительной погрешностью измерения не более 20% (Например, магнитометр трехкомпонентный малогабаритный - МТМ-0. Диапазон измерения напряженности магнитного поля от 0.5 до 200 А/м (см. рис. 4).
Рисунок 4
Электростатическое поле
Электростатические поля - поля неподвижных электрических зарядов или стационарные электрические поля постоянного тока.
Рисунок 5
Электростатические поля обладают сравнительно низкой биологической активностью и не вызывают заметных функциональных изменений в организме человека.
Нормируемые величины
Оценка и нормирование ЭСП осуществляется по уровню напряженности электрического поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену.
В соответствии с п. 3.2.3. Санитарных правил и нормативов СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», предельно допустимый уровень напряженности электростатического поля Епду при воздействии <= 1 час за смену устанавливается равным 60 кВ/м.
При воздействии электростатического поля более 1 часа за смену Епду определяются по формуле:
где t - время воздействия (час).
Таким образом, для 8-часовой рабочей смены Епду будет равен 21,2 кВ/м.
Классы условий труда по показателю «электростатическое поле» приведены в таблице 3. Вредные условия труда по данному показателю определяются кратностью превышения ПДУ (раз).
Таблица 3
Методика измерения
Согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» измерения проводят на высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м (рабочая поза «стоя») и 0,5; 0,8 и 1,4 м (рабочая поза «сидя») от опорной поверхности. При гигиенической оценке напряженности ЭСП на рабочем месте определяющим является наибольшее из всех зарегистрированных значений.
Средства измерений
Измерение уровня электростатических полей проводятся приборами ЭСПИ-301, ИЭСП-01 (см. рис. 6).
Рисунок 6
Предельно допустимый уровень напряженности электростатического поля (Е) при воздействии 1 час за смену устанавливается равным 60 кВ/м.
Постоянное магнитное поле
Постоянное магнитное поле - не изменяющееся со временем магнитное поле. Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами и изменяющимися электрическими полями.
Источниками постоянных магнитных полей (ПМП) на рабочих местах являются постоянные магниты, электромагниты, сильноточные системы постоянного тока (линии передачи постоянного тока, электролитные ванны и другие электротехнические устройства).
К воздействию ПМП у человека наиболее чувствительны системы, выполняющие регуляторные функции (нервная, сердечно-сосудистая, нейроэндокринная и др.).
Нормируемые величины
Оценка и нормирование ПМП осуществляется по уровню напряженности магнитного поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействия.
Уровень ПМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в мТл.
ПДУ напряженности (индукции) ПМП на рабочих местах представлены в таблице 4.
Таблица 4
Классы условий труда по показателю «постоянное магнитное поле» приведены в таблице 5. Вредные условия труда по данному показателю определяются кратностью превышения ПДУ (раз).
Таблица 5
Методика измерения
Согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» измерения проводят на высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м (рабочая поза «стоя») и 0,5; 0,8 и 1,4 м (рабочая поза «сидя») от опорной поверхности.
Средства измерений
Для измерения постоянного магнитного поля можно применять следующие приборы: ТП2-2У, Ф-4354/1, Ф-4355, Ф-4325, ЕТМ-1 (производства «Wandel & Goltermann», Германия) (см. рис. 7).
Рисунок 7
Транспорт на электрической тяге - электропоезда (в том числе поезда метрополитена), 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 пригородных «электричках» достигают 75 мкТл при среднем значении 20 мкТл. Среднее значение магнитной индукции на транспорте с электроприводом постоянного тока зафиксировано на уровне 29 мкТл
Рисунок 8
Электромагнитные поля промышленной частоты
Электромагнитные поля промышленной частоты - электромагнитные поля с частотой 50 Гц.
Основными источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются различные типы промышленного и бытового электрооборудования переменного тока частоты 50 Гц, в первую очередь, подстанции и воздушные линии электропередачи сверхвысокого напряжения, а также электробытовые приборы и электроинструмент, работающие от сети, электропроводка внутри зданий, станки и конвейерные линии, осветительная сеть, офисная техника, электротранспорт и т.п.
Основную опасность для человека представляет влияние на возбудимые структуры (нервная, мышечная ткани) наведенного электромагнитными полями промышленной частоты электрического тока. При этом для электрических полей рассматриваемого диапазона характерно слабое проникновение в тело человека, а для магнитных полей - организм практически прозрачен.
Нормируемые величины
Контроль уровней ЭМП частотой 50 Гц осуществляется раздельно для электрического и магнитного полей. Измеряемые величины: напряженность электрического поля Е [В/м] и напряженность магнитного поля Н [А/м].
Нормирование электромагнитных полей 50 Гц на рабочих местах персонала дифференцировано в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.
Предельно допустимый уровень напряженности ЭП на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м.
При напряженностях в интервале больше 5 до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания в ЭП Т (час) рассчитывается по формуле:
Е - напряженность ЭП в контролируемой зоне, кВ/м;
Т - допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.
При напряженности свыше 20 до 25 кВ/м допустимое время пребывания в ЭП составляет 10 мин.
Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.
Предельно допустимые уровни напряженности периодических (синусоидальных) МП устанавливаются для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия.
ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц представлены в таблице 6.
Таблица 6
Классы условий труда по показателю «электромагнитные поля промышленной частоты» приведены в таблице 7. Вредные условия труда по данному показателю определяются кратностью превышения ПДУ (раз).
Таблица 7
Методика измерения
Согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» измерения напряженности ЭП и МП частотой 50 Гц должны проводиться на высоте 0,5; 1,5 и 1,8 м от поверхности земли, пола помещения или площадки обслуживания оборудования и на расстоянии 0,5 м от оборудования и конструкций, стен зданий и сооружений. Измерения и расчет напряженности электрического поля должны производиться при наибольшем рабочем напряжении электроустановки, а измерения и расчет напряженности (индукции) магнитного поля должны производиться при максимальном рабочем токе электроустановки.
Средства измерений
Измерения напряженностей электрического и магнитного полей промышленной частоты можно выполнить приборами П3-50, NFM-1 (см. рис. 9).
Рисунок 9
Электромагнитные поля на рабочем месте пользователя ПЭВМ
Рисунок 10
Нормируемые величины
Электромагнитное поле, создаваемое персональным компьютером, имеет сложный спектральный состав в диапазоне частот от 0 Гц до 1000 МГц (см. табл. 8).
Таблица 8
Классы условий труда по показателю «электромагнитные поля на рабочем месте пользователя ПЭВМ» приведены в таблице 9.
Таблица 9
Методика измерения
Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ» измерение уровней переменных электрических и магнитных полей, статических электрических полей на рабочем месте, оборудованном ПЭВМ, производится на расстоянии 50 см от экрана на трех уровнях на высоте 0,5 м, 1,0 м и 1,5 м. Измерения параметров электростатического поля проводить не ранее, чем через 20 минут после включения ПЭВМ.
Если на обследуемом рабочем месте, оборудованном ПЭВМ, интенсивность электрического и/или магнитного поля в диапазоне 5 - 2000 Гц превышает значения, приведенные в таблице 10, следует проводить измерения фоновых уровней ЭМП промышленной частоты (при выключенном оборудовании). Фоновый уровень электрического поля частотой 50 Гц не должен превышать 500 В/м.
Таблица 10. Временные допустимые уровни ЭМП, создаваемых ПЭВМ на рабочих местах
электростатический заряд гигиенический труд
Средства измерений
Измерение электромагнитных полей, создаваемых ПЭВМ, проводят с помощью приборов ИМП-05 для измерения плотности магнитного потока, ИЭП-05 для измерения напряженности электрического поля, В-Е метра, П3-70 (см. рис. 11).
Состояние работающего при воздействии на него неионизирующего излучения
Как в России, так и за рубежом исследования, свидетельствуют, что ЭМП обладает выраженным негативным биологическим действием и в зависимости от интенсивности ЭМИ, времени облучения, частоты и характера сигнала, могут вызывать существенные изменения в состоянии практически всех систем организма человека и других живых существ - как обратимые, так и достаточно стойкие.
Наиболее чувствительными у биологическому воздействию ЭМП является нервная, иммунная и эндокринная системы организма человека, а так же сердечно-сосудистая и репродуктивная.
Важно отметить, что биологический эффект ЭМП накапливается на всем протяжении времени этого воздействия, в результате чего возможно развитие отдаленных последствий, обычно в течении ряда лет.
В результате возникают и развиваются различные заболевания вплоть до самых тяжелых, как рак крови, опухоли мозга и других органов, гормональные заболевания, негативные процессы в функционировании ЦНС.
Человеческий организм сам является электромагнитным устройством, имеет естественную частоту вибрации внутренних органов. Внешние воздействия при сходстве электромагнитных колебаний вызывают наносящие вред помехи или нежелательно высокое резонансное усиление эндогенной биологической активности. И то и другое приводит к функциональному расстройству внутренних органов, а при длительном воздействии - к патологии и где то есть черта, за которой процесс разрушения организма становится необратимым.
Учитывая распространенность и возрастающую мощность источников электромагнитных излучений в среде обитания, ученые всего мира пришли к выводу, что ЭМИ по своему разрушительному воздействию на организм человека не уступает радиации, что делает проблему электромагнитной безопасности чрезвычайно актуальной.
