3.2.7. Електромагнітні поля<a name=bookmark97> та електромагнітні випромінювання : Охорона праці в органах внутрішніх справ : B-ko.com : Книги для студентів

3.2.7. Електромагнітні поля та електромагнітні випромінювання

3.2.6.1. Загальна характеристика електромагнітних полів та джере-ла їх утворення. Спектр електромагнітних коливань за частотою сягає1021 Гц. Залежно від енергії фотонів (квантів) його поділяють на неіоні-зуючі й іонізуючі випромінювання. До неіонізуючих відносять електро-магнітні поля й електромагнітне випромінювання, інфрачервоне, види-ме, ультрафіолетове та лазерне випромінювання. До іонізуючих - аль-фа- і бета-частинки, нейтронне, гамма-випромінювання та рентгенівськевипромінювання.

Електромагнітні поля (ЕМП) можуть завдати значної шкоди здо-ров'ю людини. Часто люди недооцінюють цієї небезпеки або не володіютьвідповідною інформацією. Це пояснюється і тим, що післядія такоговпливу є довготривалою, а органи чуття не здатні виявити опромінення.

Біосфера завжди перебуває під впливом електромагнітних полів такзваного фонового випромінювання, спричиненого природою. Такі ЕМПвідіграють універсальну роль носіїв інформації; як засіб зв'язку у біо-сфері порівняно зі звуковою, світловою і хімічною інформацією вонимають такі переваги:

а)         поширюються в будь-якому середовищі: воді, повітрі, ґрунті татканинах організму;

б)         мають максимальну швидкість поширення - 300 000 км/с;

в)         можуть поширюватися на будь-яку відстань;

г)         на них реагують усі біосистеми.

Вони також здатні нагрівати метали, взаємодіяти з речовинами таін. Ці властивості ЕМП широко використовуються у промисловості, на-уці, техніці, медицині тощо. Зазначені ЕМП природного походженняпротягом еволюції спонукали живі організми виробляти механізми за-хисту від їх негативного впливу. Але вчені все ж спостерігають кореля-цію між змінами сонячної активності (магнітні бурі) та станом здоров'ялюдей.

Фонове електричне поле Землі має напруженість у середньому130 В/м, а магнітне поле - 19,9-47,3 А/м.

Внаслідок науково-технічного розвитку виникли штучні ЕМП, щопідсилило фонове випромінювання і перетворило ЕМП на небезпечнийекологічний чинник для людей, які безпосередньо працюють з джере-лами випромінювання, а також для населення, що мешкає поблизу цихджерел.

У сучасному техногенному світі джерелом штучних ЕМП є лініїелектропередач (ЛЕП), засоби радіозв'язку різного призначення, телеві-зійні центри, ретранслятори, радіолокаційні станції тощо. При їх роботіу навколишньому середовищі створюються ЕМП.

Навколо провідника зі струмом виникає ЕМП, яке прийнято харак-теризувати двома нерозривно пов'язаними складовими: електричною тамагнітною.

ЕМП мають певну потужність, енергію і поширюються у вигляді елек-тромагнітних хвиль. Основними параметрами електромагнітних коливаньє: довжина хвилі (1), частота коливань (Гц) і швидкість розповсюдження, атакож напруга електричного і магнітного полів. Довжина хвилі електро-магнітних полів вимірюється поділом швидкості її розповсюдження(300000 км/с) на частоту (Гц). Знання довжини хвиль, що їх формуєджерело випромінювання, дозволяє обирати прилади контролю елект-ромагнітного випромінювання. Для низькочастотних джерел ЕМП (НЧ-,ВЧ-, УВЧ-діапазони) необхідно використовувати прилади, які вимірю-ють електричну і магнітну складові ЕМП. Для надвисокочастотного ді-апазону (ЗВЧ-діапазону) - прилади, що дозволяють вимірювати густинупотоку ЕМП. Область поширення ЕМП від джерела випромінювання по-діляють на три зони: ближню (зона індукції), проміжну (зона інтерференції)і далеку (хвильова зона).

Радіус зони (R) визначається відповідно до довжини хвилі (X):радіус ближньої зони R = 1/61;радіус проміжної зони R = 1;радіус далекої зони R = 61.

У зоні індукції електромагнітна хвиля не сформована, а тому налюдину діє незалежно одна від одної напруга електричного і магнітногополів. У зоні інтерференції одночасно діють на людину напруга елект-ричного, магнітного полів, а також густина потоку енергії. У хвильовийзоні на людину діє лише енергетична складова електромагнітного поля- густина потоку енергії.

Номенклатура діапазонів частот подана у табл. 6.

Таблиця 6

Номенклатура діапазонів частот

Номер ону

Діапазон частот(виключаючинижню,включаючи верх-

іпаню межу)ід

Діапазон хвиль(виключаючи ни-жню, включаючиверхню межу)

Відповідний метричний роз-поділ діапазонів

5

від 30 кГцдо 300 кГц

від 104до 103 м

Кілометрові хвилі(низької частоти, НЧ)

6

від 300 кГцдо 3000 кГц

від 103

до 102 м

Гектометрові хвилі (серед-ньої частоти, СЧ)

7

від 3 МГцдо 30 МГц

від 102до 10 м

Декаметрові хвилі(високої частоти, ВЧ)

8

від 30 МГцдо 300 МГц

від 10до 1 м

Метрові хвилі

(дуже високої частоти, ДВЧ)

9

від 300 МГцдо 3000 МГц

від 1до 0,1 м

Дециметрові хвилі (ультра-високої частоти, УВЧ)

10

від 3 ГГцдо 30 ГГц

від 10

до 1 см

Сантиметрові хвилі (надви-сокої частоти, НВЧ)

11

від 30 ГГцдо 300 ГГц

від 1

до 0,1 см

Міліметрові хвилі (надзви-чайно високої частоти,НЗВЧ)

Електромагнітне поле у 5-8 діапазонах частот від 30 МГц до 300МГц оцінюється напруженістю електричного і силою магнітного полів.Одиницею виміру напруженості поля для електричної складової є вольтна метр (В/м), а магнітної складової - ампер на метр (А/м).

Електромагнітне поле у 9-11 діапазонах частот від 300 МГц до 300ГГц оцінюється поверхневою густиною потоку енергії (ГПЕ), одиницеювиміру чого є ват на квадратний метр (Вт/м2), або мікроват на квадрат-ний сантиметр (мкВт/см2).

3.2.6.2. Дія електромагнітних полів на організм людини, рівні до-пустимого опромінення. Біологічна дія ЕМП радіочастот характеризу-ється тепловою дією і нетепловим ефектом. Під тепловою дією слід ро-зуміти інтегральне підвищення температури тіла або окремих його діля-нок при загальному або локальному опроміненні. Нетепловий ефект зу-мовлений переходом від електромагнітної енергії у тілі людини в іншіформи енергії (фотохімічну й ін.). За своїми біохімічними властивостя-ми тканини організму неоднорідні, тому їх нагрівання відбувається не-рівномірно.

Коли дози електромагнітних випромінювань електромагнітнихустановок радіочастот перевищують допустимі значення, виникаютьпрофесійні захворювання або зниження рівня здоров'я. Допустимі рівнінапруженості ЕМП наведені в табл.7.

Таблиця 7

 

Допустимі рівні напруженості

Допустима

 

ЕМП

поверхнева

Діапазон частот,

За електричною

За магнітною

густина потоку

Гц

складовою (Е),

складовою (Я),

енергії,

 

В/м

А/м

Вт/м2

60 кГц до 3 МГц

50

5

-

3 МГц до 30 МГц

20

-

-

30 МГц до 50 МГц

10

0,3

-

50 МГц до 300 МГц

5

-

-

300 МГц до 3000 МГц

-

-

10

Є відомості про те, що «електронний смог» в Англії, який створю-ють радіостанції (передачі на ультракоротких хвилях), радарні установ-ки, телевізійні транслятори, щорічно забирає життя 60-80 тис. людей.

Довготривала дія ЕМП промислової частоти (50 Гц) призводить довиникнення у людини головного болю, млявості, розладу сну, апатії,болю в області серця. Хронічні враження супроводжуються аритмієюсерця та брадикардією, порушенням складу крові. Для довгих і середніххвиль оцінка впливу ЕМП проводиться за величиною напруги електри-чного поля. Норма напруги на робочому місці - 5 В/м, в санітарно-гігієнічних зонах - 10 В/м.

Високочастотне випромінювання порушує вищу нервову діяльністьлюдини, функції серцево-судинної системи, фіксуються зміни показни-ків білкового та вуглеводного обмінів. Ранні ознаки впливу ВЧ, УВЧ іНВЧ полів - зниження точності робочих рухів, зміна артеріального тис-ку, пульсу, біль в області серця, аритмія, зміни у крові. Найбільша біо-логічна дія має місце в діапазоні НЗВЧ (окрім вищезазначених патоло-гій виникають шкірні захворювання - поява низки послідовно розташо-ваних пухирців, наповнених мутнуватою рідиною - «ефект перлинноїнитки»).

Органи, тканини тіла людини, які мають слабо виражені механізмитерморегуляції - мозок, очі, нирки, кишечник, сім' яники - є більш чутли-вими до опромінювання, ніж інші органи і тканини людського організму.

Допустимі рівні напруженості електромагнітних поліврадіочастотного діапазону

Вплив ЕМП на зір і слух робить цей фактор дуже небезпечним дляпрацівників ОВС. Кришталик ока руйнується при діапазоні частот від 1

до 10 ГГц.

Вплив НВЧ на біологічні об'єкти залежить від інтенсивності ви-промінювання, від часу дії та віддаленості від джерела випромінювання.Теплова дія характеризується загальним підвищенням температури тілаабо локалізованим нагріванням тканин. Впливаючи на живу тканину ор-ганізму, випромінювання НВЧ викликають зміну поляризації молекул іатомів, що призводить до порушення функції клітинних мембран, від-бувається перегрівання клітин, а це завдає шкоди окремим органам івсьому організму людини. Особливо шкідливим є перегрівання для та-ких органів, як мозок, нирки, очі.

Електромагнітні поля сантиметрового і міліметрового діапазоніввикликають зміни в крові, катаракту, погіршення нюху і смаку, алопе-цію, ламкість нігтів, дерматити та інші патології.

Функціональні порушення в організмі, викликані дією ЕМВ, зворо-тні, але ця зворотність має межі, що залежать від індивідуальних особ-ливостей, інтенсивності опромінення та тривалості дії ЕМВ.

При дії ЕМВ з частотами 300 МГц - 300 ГГц сумарна дія не пови-нна перебільшувати 1000 мкВт/см , а при наявності рентгенівськоговипромінювання і високої температури повітря в робочих приміщеннях(вище 280С) - 100 мкВт/см2.

Контроль інтенсивності опромінення має проводитись не рідше од-ного разу на рік, а також при введенні в дію нових чи реконструйованихстарих генераторних установок і при зміні умов праці.

3.2.6.3. Захист від електромагнітних полів. Основні способи захис-ту від ЕМП: колективний захист, що включає організаційні, технічні талікувально-профілактичні заходи, й індивідуальний захист.

Організаційні заходи захисту включають:

заборону допуску до роботи підлітків до 18 років, осіб, що стра-ждають на хвороби серця, крові, нервової системи, очей;

проведення щорічних медоглядів, надання додаткової відпусткита скороченого робочого дня;

раціональне розташування обладнання;

встановлення оптимального режиму роботи обслуговуючого пе-рсоналу.

Технічні заходи захисту реалізуються використанням здатності по-лів рефлектуватись (відбиватись) або поглинатись.

Метод рефлектування. Найкращі рефлектувальні властивості ма-ють металеві екрани з високою електропровідністю. Екрани бувають сі-тчасті та суцільні. Листи екранів повинні мати надійний контакт міжсобою та обов'язково заземлюватися.

Метод поглинаючих навантажень. Використовуються екрани з по-глинаючим покриттям, матеріали з каучуку, пінополістиролу, які повністюпоглинають ЕМП. Може використовуватися спеціальна гума. Для екранів,що локалізують і поглинають ЗВЧ-поля, застосовують феритові пластини,матеріали марки ХВ (вузько-діапазонні), марок У2Ф-2, У2Ф-3 та ін.

Коли з технічних причин неможливо екранувати джерело випроміню-вання, то екранують робочі місця або переносять їх на безпечну відстань.

Індивідуальний захист. Індивідуальні екрани, виготовлені з металі-зованих матеріалів; радіозахисні окуляри ОРЗ-5 зі скла, що відбиває ВЧ-, УВЧ-, НВЧ-випромінювання; капюшони, халати або комбінезони з ме-талізованої бавовняної тканини.