Медико-биологические основы опасных и вредных электромагнитных факторов в быту и на производстве Лекция 6
Электромагнитное поле (ЭМП) — особая форма существования материи, создаваемая движущимися и неподвижными электрическими зарядами в воздушном пространстве. ЭМП распространяется в виде электромагнитных волн со скоростью, близкой к скорости света. Основными параметрами ЭМП являются длина волны, частота колебаний и скорость распространения.
Электромагнитное поле характеризуется совокупностью переменного электрического и неразрывно с ним связанного магнитного полей. Напряженность электрического поля измеряется в единицах В/м, а напряженность магнитного поля — в единицах А/м. Напряженность является силовой характеристикой поля. Но существует еще энергетическая характеристика — поверхностная плотность потока энергии излучения (ППЭ, или интенсивность), единицей которой является Вт/м 2.
К ЭМП относятся электростатическое, постоянное магнитное, низко- и сверхнизкочастотные поля, электромагнитное поля радиочастот, инфракрасное, видимое, лазерное и УФ-излучение.
Человек постоянно подвергается воздействию естественных магнитных и электрических полей. Вокруг Земли существует электромагнитные поле, магнитная напряженность которого составляет 400 А/м, а электрическая — 100 В/м. Эти значения колеблются в зависимости от широты и высоты над поверхностью Земли и изменяются во времени.
Быстрые изменения геомагнитного поля, такие как магнитные возмущения, магнитные бури, возникающие в связи с усиленным притоком электрически заряженных частиц с поверхности Солнца, играют значительную роль в функционировании организма человека. Так, в периоды интенсивной солнечной активности ухудшается общее состояние людей, увеличивается количество сердечно-сосудистых заболеваний. Рассмотрим, с какими видами ЭМП человек встречается в условиях производства.
Основные источники ЭМП Электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда, …) Линии электропередач (городского освещения, высоковольтные, …) Электропроводка (внутри зданий, телекоммуникации, …) Бытовые электроприборы Теле- и радиостанции (транслирующие антенны) Спутниковая и сотовая связь (транслирующие антенны) Радары Персональные компьютеры
Электромагнитные поля радиочастот характеризуются рядом свойств: способность нагревать материалы, распространяться и отражаться от границы раздела двух сред, взаимодействовать с веществом Благодаря этим свойствам ЭМП радиочастот широко используются при термообработке металлов, пайке, плавке металлов, сварке полимеров для обложек книг, папок, пакетов, игрушек, спецодежды, нагреве пластмасс, в радиосвязи, телевидении, медицине, радиоспектроскопии, геодезии, физиотерапии, для вулканизации резины, при термической обработке пищевых продуктов, стерилизации, пастеризации, вторичного разогрева пищевых продуктов.
Поскольку в зоне индукции на работников воздействуют различные по величине электрические и магнитные поля, интенсивность их облучения низкими частотами (НЧ), средними (СЧ высокими (ВЧ) и очень высокими частотами (ОВЧ) оценивается раздельно величинами направленности электрической и магнитной составляющих поля. В волновой зоне, в которой практически находятся работники при изготовлении и применении аппаратуры, генерирующей дециметровые волны (УВЧ), сантиметровых (СВЧ) и миллиметровых (КВЧ) волны, интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии.
При оценке условий труда учитываются интенсивность (ППЭ), время воздействия ЭМП и характер облучения (непрерывный, прерывистый, интермиттирующий). При эксплуатации радиочастотных установок наряду с ЭМП существенное значение могут иметь сопутствующие физические и химические вредные производственны факторы (шум, высокие и низкие температуры, загазованное воздуха и др. ), обусловленные работой генераторных схем и особенностями технологических процессов.
Влияние на организм человека По законам физики изменения веществе может вызвать только та часть энергии излучения, которая поглощается этим веществом, а отраженная или проходящего через него энергия действия не оказывает. Электромагнитные волны лишь частично поглощаются тканями биологического объекта поэтому биологический эффект зависит от физических параметров ЭМП радиочастот: длины волны (частоты колебаний), интенсивности (ППЭ), и режима излучения (непрерывный, прерывистый, импульсно-модулированный), продолжительности и характера облучения организма (постоянное, прерывистое, интермиттирующее) а также от площади облучаемой поверхности и анатомического строения органа и значимости для жизнедеятельности или ткани.
Степень поглощения энергии тканями зависит от их способности к ее отражению на границах раздела определяемой содержанием воды в тканях и другими их особенностями. Колебания дипольных молекул воды и ионов содержащихся в тканях, приводят к преобразованию электромагнитной энергии внешнего поля в тепловую, что сопровождается повышением температуры тела или локальным избирательным нагревом тканей, органов, клеток, особенно с плохой терморегуляцией (хрусталик, стекловидное тело, семенники и др. ). Тепловой эффект зависит от интенсивности облучения (ППЭ)
Биологическое действие электромагнитных полей Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 м. Вт/см 2) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены. организм 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 обязательно учитывается при оценке риска воздействия ЭМП на население.
Переменные и постоянные электрические и магнитные поля, воздействуя на организм человека, провоцируют у него возникновение различной патологии. Их действию подвержены такие системы как нервная, сердечно-сосудистая, эндокринная. У лиц, подвергающихся эндокринная длительному воздействию неионизирующего излучения, снижается защитная иммунная функция. На этом фоне увеличивается количество заболеваний инфекционными болезнями органов дыхания, слуха и других систем органов, функциональных расстройств центральной нервной и эндокринной систем.
В отличие от ионизирующего излучения, которое непосредственно создает электрические заряды, электромагнитные излучения не обладают ионизирующей способностью и воздействуют только на уже имеющиеся свободные заряды или диполи (поэтому страдает НС, ССС, ПС)
Из профессиональных заболеваний под воздействием указанных излучений возникают такие виды патологии как вегетативно-сенсорная дистония, астенический, астеновегетативный и гипоталамический синдромы и катаракта При вегетативно-сенсорной дистонии (рассогласованности) заболевшие жалуются на головные боли, головокружения, зябкость или жар, усиленное слюноотделение или сухость во рту, нарушение сна, общую слабость и повышенную утомляемость. Их беспокоит сердцебиение, неприятные ощущения в области сердца, одышка при волнении, обмороки, неустойчивый аппетит, тошнота. При медицинском осмотре отмечаются усиление сухожильных рефлексов, дрожание век и рук, колебания кровяного артериального давления. Подобные явления бывают приступообразными и кратковменными и выражаются в снижении или повышении пульса и артериального давления, сонливости или возбуждении.
Астенический синдром рассматривается как проявление начальной стадии заболевания. Больные предъявляют жалобы на головную боль, головокружение, утомляемость, раздражительность, нарушение сна, боли в области сердца. Характерно пониженное артериальное давление, замедление сердечных сокращений. Астеновегетативный синдром — это умеренно выраженная стадия заболевания на фоне жалоб, характерных для астенического синдрома. Появляются неустойчивость кровяного артериального давления, склонность к сосудистым спазмам. Приступообразны головные боли могут сопровождаться тошнотой, головокружением, шумом в голове, болями и перебоями в сердце, чувством нехватки воздуха. При обследовании выявляются эмоциональная неустойчивость, дрожание век и вытянутых рук, необычная реакция на физическую нагрузку, изменения на электрокардиограмме.
Гипоталамический синдром — выраженная стадия заболевания. Характеризуется более глубоким поражением вегетативных функций. Он проявляется постоянными жалобами на головные боли головокружения, чувство жара или озноба, общую слабость, психогенную тошноту или рвоту, обморочные состояния. Во время кризов (приступов) отмечаются общая слабость, сопровождаемое сердцебиением, учащенным дыханием, бледность, похолодани конечностей, озноб, жажда, чувство тревоги и страха. При начальной и умеренной клинике заболевания после выздоровления возможно возвращение работника на прежнее место при условии, что излучение не превышает ПДУ. При выраженной стадии заболевания необходимо решение вопроса о степени утраты трудоспособности.
Поражение глаз в виде помутнения хрусталика является одним из наиболее характерных специфических последствий воздействий ЭМП-излучения в условиях производства. В основе поражений лежит тепловой эффект, который обладает способностью к кумуляции. Помимо этого следует иметь в виду и возможность неблагоприятного воздействия ЭМП-излучения на сетчатку и другие анатомические образования зрительного анализатора.
Гигиеническое нормирование и профилактика Контроль за источниками ЭМИ РЧ осуществляют в соответствии с Сан. Пи. Н 2. 2. 4. 1191 -03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» .
• Оценку воздействия ЭМИ РЧ осуществляют по энергетической экспозиции (ЭЭ), которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека. • где ЭЭЕ — энергетическая экспозиция, создаваемая электрическим полем, (В/м)2 ч; Е — напряженность электрического поля, В/м; Т — время воздействия, ч; • ЭЭн — энергетическая экспозиция, создаваемая магнитным полем, (А/м)2 ч; Н — напряженность магнитного поля, А/м.
• Согласно указанным нормативам, энергетическая экспозиция на рабочий день (смену) не должна превышать значений, указанных в таблице
Защитные мероприятия при работе с источниками ЭМП должны начинаться на стадии проектирования. Большое значение имеет паспортизация установок. Паспорт должен включать в себя технические данные генератора (мощность, частотный диапазон, н значение), схему размещения в производственном помещени сроки планового ремонта, режим работы, меры защиты работника от излучения. На действующих объектах следует предусматривать предотвращение попадания людей в зоны с высокой напряженностью ЭМП, создание санитарно-защитных зон вокруг антенных сооружений различного назначения. Нахождение персонала в местах с интенсивностью ЭМИ РЧ, превышающей ПДУ минимальной продолжительности воздействия, разрешается только с использованием средств индивидуальной защиты. Необходимо использовать инженерно-техническую защиту: электрогерметизацию, экранирование, специальную одежду, выполненную из металлизированной ткани, и защитные очки.
В целях предупреждения ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работники, подвергающиеся действи ЭМИ РЧ, должны проходить предварительные и периодически медицинские осмотры 1 раз в 2 года. Переводу на работу, не связанную с воздействием ЭМИ РЧ, подлежат женщины в период беременности и кормления ребенка грудью. Не должны работать указанными излучениями лица, имеющие заболевания глаз, выраженную дистонию.
Электрические поля промышленной частоты С развитием энергетики и электрификации на современном этапе создание единых энергетических систем сопровождается расширением сети высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) и увеличением напряжения на них до тысяч киловольт. Это обусловливает возможность неблагоприятного воздействия ЭМП промышленной частоты на персонал, обслуживающий действующие подстанции, производящие строительные, монтажные, наладочные работы зоне ЛЭП. В зависимости от характера выполняемой операций время облучения электрическим полем различной напряженности колеблется от нескольких минут до нескольких часов за рабочую смену.
Интенсивность ЭМП промышленной частоты оценивают по напряженности электрической и магнитной составляющим Он зависит от напряжения на линии, высоты подвеса токонесущих проводов и удаления от них.
Линии электропередач Провода работающей линии электропередачи создают в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются эти поля от проводов линии достигает десятков метров. Дальность распространение электрического поля зависит от класса напряжения ЛЭП (цифра, обозначающая класс напряжения стоит в названии ЛЭП - например ЛЭП 220 к. В), чем выше напряжение - тем больше зона повышенного уровня электрического поля, при этом размеры зоны не изменяются в течении времени работы ЛЭП. Дальность распространения магнитного поля зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии. Поскольку нагрузка ЛЭП может неоднократно изменяться как в течении суток, так и с изменением сезонов года, размеры зоны повышенного уровня магнитного поля также меняются.
Электрические и магнитные поля являются очень сильными факторами влияния на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Например, в районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем поля. У растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки.
Здоровый человек страдает от относительно длительного пребывания в поле ЛЭП. Кратковременное облучение (минуты) способно привести к негативной реакцией только у гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Например, хорошо известны работы английских ученых в начале 90 -х годов показавших, что у ряда аллергиков по действием поля ЛЭП развивается реакция по типу эпилептической. При продолжительном пребывании (месяцы - годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания.
Возможные биологические эффекты Человеческий организм всегда реагирует на электромагнитное поле. Однако, для того чтобы эта реакция переросла в патологию и привела к заболеванию необходимо совпадение ряда условий – в том числе достаточно высокий уровень поля и продолжительность облучения. Поэтому, при использовании бытовой техники с малыми уровнями поля и/или кратковременно ЭМП бытовой техники не оказывает влияния на здоровье основной части населения. Потенциальная опасность может грозить лишь людям с повышенной чувствительностью к ЭМП и аллергикам, также зачастую обладающим повышенной чувствительностью к ЭМП. Кроме того, согласно современным представлениям, магнитное поле промышленной частоты может быть опасным для здоровья человека, если происходит продолжительное облучение ( регулярно, не менее 8 часов в сутки, в течение нескольких лет) с уровнем выше 0, 2 микротесла.
Влияние на организм При длительном воздействии ЭП отмечаются субъективные расстройства в виде жалоб невротического характера (чувство тяжести и головная боль в височной и затылочной областях, ухудшение памяти, повышенная утомляемость, ощущение вялости, разбитость, раздражительность, боли в области сердца, расстройство сна; угнетенное настроение, апатия, своеобразная депрессия с повышенной чувствительностью к яркому свету, резким звукам и другим раздражителям), проявляющиеся к концу рабочей смены Разнообразные расстройства в состоянии здоровья работников, обусловленные функциональными нарушениями в деятельности нервной и сердечнососудистой систем, являются одними из первых проявлений профессиональной систем патологии.
Санитарное нормирование Исследования биологического действия ЭМП ПЧ, выполненные в СССР в 60 -70 х годах, ориентировались в основном на действие электрической составляющей, поскольку экспериментальным путем значимого биологического действия магнитной составляющей при типичных уровнях не было обнаружено. В 70 -х годах для населения по ЭП ПЧ были введены жесткие нормативы и по настоящее время являющиеся одними из самых жестких в мире. Они изложены в Санитарных нормах и правилах "Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты"№ 2971 -84. В соответствии с этими нормами проектируются и строятся все объекты электроснабжения. Несмотря на то, что магнитное поле во всем мире сейчас считается наиболее опасным для здоровья, предельно допустимая величина магнитного поля для населения в России не нормируется. Причина нет денег для исследований и разработки норм. Большая часть ЛЭП строилась без учета этой опасности.
Гигиеническое нормирование Допустимые уровни напряженности ЭП предусмотрены Сан. Пи. Н 2. 2. 4. 1191 -03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» и ГОСТом 12. 1. 002 — 84 «Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах» . Стандарт устанавливает предельно допустимые уровни напряженности ЭП частотой 50 Гц для персонала, обслуживающего электроустановки и находящегося в зоне влияния создаваемого ими ЭП, в зависимости от времени пребывания в ЭП, а также требования к проведению контроля уровней напряженности ЭП на рабочих местах.
• Допустимое время пребывания в ЭП напряженностью 5 — 20 к. В/м включительно вычисляется по формуле • где Т — допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч; • Е — напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне, к. В/м. • Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. • В остальное рабочее время напряженность ЭП не должна превышать 5 к. В/м. Воздействие электрических разрядов, возникающих в зоне влияния ЭП, на работника недопустимо.
На основании массовых эпидемиологических обследований населения, проживающего в условиях облучения магнитными полями ЛЭП как безопасный или "нормальный" уровень для условий продолжительного облучения, не приводящий к онкологическим заболеваниям, независимо друг от друга шведскими и американскими специалистами рекомендована величина плотности потока магнитной индукции 0, 2 - 0, 3 мк. Тл.
К массовым средствам защиты от действия ЭП частотой 50 Гц относятся: а) стационарные экранирующие устройства (козырьки, навесы, перегородки); б) переносные (передвижные) экранирующие устройства (инвентарные навесы, палатки, перегородки, щиты, зонты, экраны и др. ). К индивидуальным средствам защиты относятся: защитный костюм — (куртка и брюки, комбинезон, экранирующий головной убор); металлическая или пластмассовая каска для теплого времени года, специальная обувь, имеющая электропроводящую резиновую подошву или выполненную целиком из электропроводящей резины. Все элементы стационарных, переносных, а также индивидуальных средств защиты должны иметь электрический контакт между собой и должны быть заземлены.
Как защититься от ЭМП Организационные мероприятия по защите от ЭМП К организационным мероприятиям по защите от действия ЭМП относятся: выбор режимов работы излучающего оборудования, обеспечивающего уровень излучения, не превышающий предельно допустимый, ограничение места и времени нахождения в зоне действия ЭМП (защита расстоянием и временем), обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМП. Защита временем применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. В действующих ПДУ предусмотрена зависимость между интенсивностью плотности потока энергии и временем облучения. Защита расстоянием основывается на падении интенсивности излучения, которое обратно пропорционально квадрату расстояния и применяется, если невозможно ослабить ЭМП другими мерами, в том числе и защитой временем. Защита расстоянием положена в основу зон нормирования излучений для определения необходимого разрыва между источниками ЭМП и жилыми домами, служебными помещениями и т. п. Для каждой установки, излучающей электромагнитную энергию, должны определяться санитарно-защитные зоны в которых интенсивность ЭМП превышает ПДУ. Границы зон определяются расчетно для каждого конкретного случая размещения излучающей установки при работе их на максимальную мощность излучения и контролируются с помощью приборов. В соответствии с ГОСТ 12. 1. 026 -80 зоны излучения ограждаются либо устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: «Не входить, опасно!» .
В случае, если на каких-то участках напряженность электрического поля за пределами санитарно-защитной зоны окажется выше предельно допустимой 0, 5 к. В/м внутри здания и выше 1 к. В/м на территории зоны жилой застройки (в местах возможного пребывания людей), должны быть приняты меры для снижения напряженности. Для этого на крыше здания с неметаллической кровлей размещается практически любая металлическая сетка, заземленная не менее чем в двух точках. В зданиях с металлической крышей достаточно заземлить кровлю не менее чем в двух точках. На приусадебных участках или других местах пребывания людей напряженность поля промышленной частоты может быть снижена путем установления защитных экранов, например это железобетонные, металлические заборы, тросовые экраны, деревья или кустарники высотой не менее 2 м.
Рекомендации по защите Основная мера защиты - предупредительная. необходимо исключить продолжительное пребывание (регулярно по несколько часов в день) в местах повышенного уровня магнитного поля промышленной частоты; кровать для ночного отдыха максимально удалять от источников продолжительного облучения, расстояние до распределительных шкафов, силовых электрокабелей должно быть 2, 5 – 3 метра; если в помещении или в смежном есть какие-то неизвестные кабели, распределительные шкафы, трансформаторные подстанции – удаление должно быть максимально возможным, оптимально – промерить уровень электромагнитных полей до того, как жить в таком помещении; при необходимости установить полы с электроподогревом выбирать системы с пониженным уровнем магнитного поля.
Бытовая электротехника Все бытовые приборы, работающие с использованием электрического тока, являются источниками электромагнитных полей. Наиболее мощными следует признать СВЧ-печи, аэрогрили, холодильники с системой “без инея”, кухонные вытяжки, электроплиты, телевизоры. Реально создаваемое ЭМП в зависимости от конкретной модели и режима работы может сильно различаться среди оборудования одного типа. Все ниже приведенные данные относятся к магнитному полю промышленной частоты 50 Гц. Значения магнитного поля тесно связаны с мощностью прибора - чем она выше, тем выше магнитное поле при его работе. Значения электрического поля промышленной частоты практически всех электробытовых приборов не превышают нескольких десятков В/м на расстоянии 0, 5 м, что значительно меньше ПДУ 500 В/м.
Рекомендации приобретая бытовую технику проверяйте в Гигиеническом заключении (сертификате) отметку о соответствии изделия требованиям "Межгосударственных санитарных норм допустимых уровней физических факторов применении товаров народного потребления в бытовых условиях", МСан. Пи. Н 001 -96; используйте технику с меньшей потребляемой мощностью: магнитные поля промышленной частоты будут меньше при прочих равных условиях; к потенциально неблагоприятным источникам магнитного поля промышленной частоты в квартире относятся холодильники с системой “без инея”, некоторые типы “теплых полов”, нагреватели, телевизоры, некоторые системы сигнализации, различного рода зарядные устройства, выпрямители и преобразователи тока – спальное место должно быть на расстоянии не менее 2 -х метров от этих предметов если они работают во время Вашего ночного отдыха; при размещении в квартире бытовой техники руководствуйтесь следующими принципами: размещайте бытовые электроприборы по возможности дальше от мест отдыха, не располагайте бытовые электроприборы по-близости и не ставьте их друг на друга.
Микроволновая печь (или СВЧ-печь) в своей работе использует для разогрева пищи электромагнитное поле, называемое также микроволновым излучением или СВЧ-излучением. Рабочая частота СВЧ-излучения микроволновых печей составляет 2, 45 ГГц. Именно этого излучения и боятся многие люди. Однако, современные микроволновые печи оборудованы достаточно совершенной защитой, которая не дает электромагнитному полю вырываться за пределы рабочего объема. Вместе с тем, нельзя говорить что поле совершенно не проникает вне микроволновой печи. По разным причинам часть электромагнитного поля предназначенного для курицы проникает наружу, особенно интенсивно, как правило, в районе правого нижнего угла дверцы. Для обеспечения безопасности при использовании печей в быту в России действуют санитарные нормы, ограничивающие предельную величину утечки СВЧ-излучения микроволновой печи. Называются они "Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами" и имеют обозначение СН № 2666 -83. Согласно этим санитарным нормам, величина плотности потока энергии электромагнитного поля не должна превышать 10 мк. Вт/см 2 на расстоянии 50 см от любой точки корпуса печи при нагреве 1 литра воды. На практике практически все новые современные микроволновые печи выдерживают это требование с большим запасом. Тем не менее, при покупке новой печи надо убедиться, что в сертификате соответствия зафиксировано соответствие вашей печи требованиям этих санитарных норм.
• Надо помнить, что со временем степень защиты может снижаться, в основном из-за появления микрощелей в уплотнении дверцы. • Это может происходить как из-за попадания грязи, так и из -за механических повреждений. Поэтому дверца и ее уплотнение требует аккуратности в обращении и тщательного ухода. • Срок гарантированной стойкости защиты от утечек электромагнитного поля при нормальной эксплуатации несколько лет. • Через 5 -6 лет эксплуатации целесообразно проверить качество защиты для чего пригласить специалиста из специально аккредитованной лаборатории по контролю электромагнитного поля.
Кроме СВЧ-излучения работу микроволновой печи сопровождает интенсивное магнитное поле, создаваемое током промышленной частоты 50 Гц протекающим в системе электропитания печи. При этом микроволновая печь является одним из наиболее мощных источников магнитного поля в квартире. Для населения уровень магнитного поля промышленной частоты в нашей стране до сих пор не ограничен несмотря на его существенное действие на организм человека при продолжительном облучении. В бытовых условиях однократное кратковременнное включение ( на несколько минут) не окажет существенного влияния на здоровье человека. Однако, сейчас часто бытовая микроволновая печь используется для разогрева пищи в кафе и в сходных других производственных условиях. При этом работающий с ней человек попадает в ситуацию хронического облучения магнитным полем промышленной частоты. В таком случае на рабочем месте необходим обязательный контроль магнитного поля промышленной частоты и СВЧ-излучения. Учитывая специфику микроволновой печи, целесообразно включив ее отойти на расстояние не менее 1, 5 метра - в этом случае гарантированно электромагнитное поле вас не затронет вообще.
Телевизионные передатчики. 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. Основной принцип обеспечение безопасности - соблюдение установленных Санитарными нормами и правилами предельно допустимых уровней электромагнитного поля. Каждый радиопередающий объект имеет Санитарный паспорт, в котором определены границы санитарнозащитной зоны. Только при наличии этого документа территориальные органы Госсанэпиднадзора разрешают эксплуатировать радиопередающие объекты. Периодически они производят контроль электромагнитной обстановки на предмет её соответствия установленным ПДУ.
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 к. Вт, 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.
Сотовая связь Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболее интенсивно развивающихся телекоммуникационных систем. В настоящее время во всем мире насчитывается более 85 миллионов абонентов, пользующихся услугами этого вида подвижной (мобильной) связи (в России – более 600 тысяч). Предполагается, что к 2001 году их число увеличится до 200– 210 миллионов (в России – около 1 миллиона). 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 в УВЧ диапазоне. 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. Антенны БС устанавливаются на высоте 15– 100 метров от поверхности земли на уже существующих постройках (общественных, служебных, производственных и жилых зданиях, дымовых трубах промышленных предприятий и т. д. ) или на специально сооруженных мачтах. Среди установленных в одном месте антенн БС имеются как передающие (или приемопередающие), так и приемные антенны, которые не являются источниками ЭМП. Исходя из технологических требований построения системы сотовой связи, диаграмма направленности антенн в вертикальной плоскости рассчитана таким образом, что основная энергия излучения (более 90 %) сосредоточена в довольно узком "луче". Он всегда направлен в сторону от сооружений, на которых находятся антенны БС, и выше прилегающих построек, что является необходимым условием для нормального функционирования системы.
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, т. е. станции в основном "молчат".
Радары Радиолокационные станции оснащены, как правило, антеннами зеркального типа и имеют узконаправленную диаграмму излучения в виде луча, направленного вдоль оптической оси. 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 метрологические 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 сканирование 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: Иркутск, Сочи, Сыктывкар, Ростов-на-Дону и ряд других.
Персональные компьютеры Основным источником неблагоприятного воздействия на здоровье пользователя компьютера является средство визуального отображения информации на электронно-лучевой трубке. Ниже перечислены основные факторы его неблагоприятного воздействия. Эргономические параметры экрана монитора снижение контраста изображения в условиях интенсивной внешней засветки зеркальные блики от передней поверхности экранов мониторов наличие мерцания изображения на экране монитора Излучательные характеристики монитора электромагнитное поле монитора в диапазоне частот 20 Гц- 1000 МГц статический электрический заряд на экране монитора ультрафиолетовое излучение в диапазоне 200 - 400 нм инфракрасное излучение в диапазоне 1050 нм- 1 мм рентгеновское излучение > 1, 2 кэ. В
Исследования функционального состояния пользователя компьютера, проведенные в 1996 году в Центром электромагнитной безопасности, показали, что даже при кратковременной работе (45 минут) в организме пользователя под влиянием электромагнитного излучения монитора происходят значительные изменения гормонального состояния и специфические изменения биотоков мозга. Особенно ярко и устойчиво эти эффекты проявляются у женщин. Замечено, что у групп лиц (в данном случае это составило 20%) отрицательная реакция функционального состояния организма не проявляется при работе с ПК менее 1 часа. Исходя из анализа полученных результатов сделан вывод о возможности формирования специальных критериев профессионального отбора для персонала, использующего компьютер в процессе работы. Влияние аэроионного состава воздуха. Зонами, воспринимающими аэроионы в организме человека, являются дыхательные пути и кожа. Единого мнения относительно механизма воздействия аэроионов на состояние здоровья человека нет. Влияние на зрение. К зрительному утомлению пользователя ВДТ относят целый комплекс симптомов: появление "пелены" перед глазами, глаза устают, делаются болезненными, появляются головные боли, нарушается сон, изменяется психофизическое состояние организма. Необходимо отметить, что жалобы на зрение могут быть связаны как с упомянутыми выше факторами ВДТ, так и с условиями освещения, состоянием зрения оператора и др. Синдром длительной статистической нагрузки (СДСН). У пользователей дисплеев развивается мышечная слабость, изменения формы позвоночника. В США признано, что СДСН профессиональное заболевания 1990 -1991 годов с самой высокой скоростью распространения. При вынужденной рабочей позе, при статической мышечной нагрузке мышц ног, плеч, шеи и рук длительно пребывают в состоянии сокращения. Поскольку мышцы не расслабляются, в них ухудшается кровоснабжение; нарушается обмен веществ, накапливаются биопродукты распада и, в частности, молочная кислота. У 29 женщин с синдромом длительной статической нагрузки бралась биопсия мышечной ткани, в которых было обнаружено резкое отклонение биохимических показателей от нормы.
Электромагнитные поля на транспорте По-видимому, магнитные поля в ультранизком диапазоне имеют существенное биологическое значение, потому что соответствуют основным физиологическим ритмам - сердечным, мозговым, частоте дыхания. Электротранспорт и различные индустриальные силовые установки - источники полей того же ультранизкого диапазона. Эти излучения в десятки раз выше, чем те, что дают линии электропередачи, но до сих пор никто не изучал их влияния на человека. Оказалось, что в городе уровень антропогенного электромагнитного «шума» в 10 -100 раз выше, чем за городом. А внутри электропоездов он может быть выше естественного фона в тысячу и десять тысяч раз.
Были изучены данные о здоровье 230 работников Октябрьской железной дороги. В итоге выяснилось, что машинисты и их помощники страдают гипертонией и ишемической болезнью сердца гораздо чаще, чем представители других, не менее «напряженных» профессий. Кроме того, машинисты электровозов, чье рабочее место находится рядом с двигателем, заболевают этой ишемической болезнью в два раза чаще своих коллег, работающих в электричках, где двигатели расположены иначе. Судя по всему, это связано с тем, что в кабине высокий уровень колебаний магнитных полей, а резкие всплески магнитной энергии могут играть роль пускового механизма в развитии сердечно-сосудистых патологий. Не только машинисты, но и пассажиры постоянно подвергаются электромагнитным перегрузкам, наиболее они сильны в электричках и поездах метро.
Физические процессы, протекающие в геопатогенных (и техногенных) зонах, во многом связаны с формированием в них специфических автоволн, которые оказывают негативное воздействие на процессы управления и регуляции в организме человека, сбивая собственные биоритмы. При длительном воздействии все это приводит к невозможности функционирования организма в оптимальном режиме и, как следствие, к развитию различных заболеваний. Как показывают научные исследования последних лет, к таким заболеваниям следует отнести: истощение иммунной системы, психовегетативные и психоэмоциональные нарушения, изменения сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. Кроме того, у человека возможно развитие опухолевых процессов, включая злокачественные, заболеваний бронхолегочной системы, суставов, сахарного диабета.
Установлено, что раковые клетки, подвергнутые облучению ЭМП с частотой в 60 герц, начинают расти в шесть раз быстрее обычного. Ученые установили, что наибольшую опасность для организма представляет длительное облучение в течение нескольких лет. Страшнее всего, если человек застигнут врасплох - ночью, во время сна. Именно в это время в шишковидной железе головного мозга вырабатывается особый гормон - мелатонин. Его недостаточное количество в организме провоцирует образование у женщин рака груди. На сегодняшний день имеется ряд научных работ, которые весьма убедительно доказывают: магнитное поле промышленной частоты с уровнем 0, 3 -0, 4 мк. Тл (микро тесла) сильно угнетает выработку этого гормона.
Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам (ВДТ), персональным электронно-вычислительным машинам (ПЭВМ) и организации работы", утвержденных Госкомсанэпиднадзором России в 1996 году сказано, что "женщины со времени установления беременности и в период кормления грудью к выполнению всех видов работ, связанных с использованием ВДТ и ПЭВМ, не допускаются. Это требование к профессиональным компьютерщицам, но оно в равной степени относится ко всем будущим, а также уже кормящим свое чадо мамам. Организм ребенка особенно восприимчив к действию неблагоприятных факторов, поэтому обязательно нужно ограничивать его контакты с ПК.
• Для дошкольников продолжительность непрерывных занятий на компьютере не должна превышать 7 минут в 5 лет, 10 минут в 6 лет. • Для учащихся непрерывная продолжительность занятий с компьютером не должна превышать: 1 классы - 10 минут, 2 - 5 классы - 15 минут, 6 - 7 классы - 20 минут, 8 - 9 классы - 25 минут, 10 - 11 классы - на первом часу учебных занятий - 30 минут, на втором - 20 минут. • Любители компьютерных игр должны помнить, что перед сном эти развлечения вообще должны быть исключены!
Так, несколько лет тому, ВОЗ распространила документ, согласно которому, соответствующие медицинские ведомства стран - членов организации, должны ознакомить владельцев сотовых телефонов с рекомендациями по их использованию, а производители и продавцы - дополнить сопроводительную документацию соответствующей информацией. Основными пунктами этого документа являются рекомендации не использовать сотовые телефоны: детям и подросткам до 16 лет, беременным женщинам, начиная с момента установления факта беременности и в течение всего периода беременности, лицам, страдающим заболеваниями неврологического характера, включая неврастению, психопатию, психостению, неврозы клиника которых характеризуется астеническими, навязчивыми, истерическими расстройствами, а также снижением умственной и физической работоспособности, снижением памяти, расстройствами сна, эпилепсия и эпилептический синдром, эпилептическая предрасположенность. Рекомендуется также ограничивать продолжительность разговоров (продолжительность однократного разговора - до 3 мин. ), максимально увеличивать период между двумя разговорами (минимально рекомендованный - 15 мин. ), преимущественно использовать сотовые телефоны с гарнитурами и системами "свободные руки" ("hands free"). Указанную информацию рекомендовано также вносить в сопроводительную документацию производителей и продавцов.
Электростатические поля (ЭСП) образуются за счет неподвижных электрических зарядов и их взаимодействия. Они могут существовать как в пространстве, так и на поверхности материалов и оборудования. Эти поля характеризуются напряженностью, определяемой отношением силы, действующей в поле на точечный электрический заряд, к величине это заряда. Они создаются в энергетических установках и при электротехнологических процессах.
Электростатические поля используются для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов, электросваривания. В радиоэлектронной промышленности статическое электричество образуется при изготовлении, испытаниях, транспортировке и хранении полупроводниковых приборов интегральных микросхем, при шлифовании и полировке, в помещениях вычислительных центров, на участках множительной техники, а также там, где применяются диэлектрические материал являясь побочным нежелательным фактором. Например, электризация текстильных волокон на прядильных и ткацких фабрик наблюдается практически по всему технологическому процессу уровни напряженности ЭСП достигают 20 — 60 к. В/м и выше. В химической промышленности производстве пластических материалов и изделий из них (изготовление бумажного пластика, линолеума, шинного корда, полистирольных пленок) также происходит образование электростатических зарядов и полей напряженностью 240 — 250 к. В/м.
Воздействие на организм Наиболее чувствительными к электростатическим полям являются нервная, сердечно-сосудистая, нейрогуморальная системы организма. У работников встречаются жалобы на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита. Характерны своеобразные «фобии» , обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к ним обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью.
Гигиеническое нормирование и средства защиты Допустимые уровни напряженности электростатического поля на рабочих местах регламентируются ГОСТ 12. 1. 045 — 84 «Электрические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» , а также СН 1757 -77 «Санитарно-гигиенические нормы допустимой напряженности электростатического поля» , Сан. Пи. Н 2. 2. 4. 1191 -03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» . Предельно допустимый уровень напряженности электростатических полей (Епред. ) устанавливается равным 60 к. В/м в течение 1 ч. При напряженности ЭСП менее 20 к. В/м время пребывания в ЭСП не регламентируется.
• В диапазоне напряженности 20 — 60 к. В/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств защиты Tдоп. , ч, определяется по формуле • где Ефакт— измеренное значение напряженности ЭСП, к. В/м.
Применение средств защиты работников обязательно в тех случаях, когда фактические уровни напряженности ЭСП на рабочих местах превышают 60 к. В/м. В качестве индивидуальных средств защиты могут применяться антистатические обувь, халаты, заземляющие браслеты для защиты рук и другие средства, обеспечивающие заземление тела человека.
Скачать презентацию Медико-биологические основы опасных и вредных электромагнитных факторов в
MBO_BZhD6.pptx