Естественные и искусственные источники неионизирующих электромагнитных излучений. Неионизирующие излучения. Электрические и магнитные поля промышленной частоты

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.

Понятие "неионизирующие излучения"

Из курса физики хорошо известно, что распространение энергии происходит в виде мелких частиц и волн, процесс испускания и распространения которой называется излучением .

Различают 2 основных вида излучения по воздействию на предметы и живые ткани :

Ионизирующее излучение . Это потоки элементарных частиц, образующиеся в результате деления атомов – радиоактивное излучение, альфа, бета, гамма, рентгеновское излучение. К этому же виду излучения относится гравитационное излучение и лучи Хокинга ;
Неионизирующие излучения . По своей сути это электромагнитные волны , длиной больше $1000$ нм и выделенной энергией меньше $10$ кэВ. Излучение происходит в виде микроволн, с выделением света и тепла.

Неионизирующее излучение в отличие от первого, не разрывает связи между молекулами вещества, на которое воздействует. Но, надо сказать, что здесь есть свои исключения, например, УФ-лучи могут ионизировать вещество. К электромагнитным относятся высокочастотные рентгеновские и гамма лучи, только они более жесткие и ионизируют вещество.

Остальные электромагнитные излучения являются неионизирующими и вмешаться в структуру материи не могут, потому что их энергии для этого не хватает. Видимое световое и уф-излучения тоже неионизирующие, а световое излучение называют часто оптическим . Образуется оно при нагревании тел и своим спектром близко к инфракрасным лучам.

Инфракрасное излучение широко применяется в медицинской практике. Его используют для улучшения метаболизма, стимуляции кровообращения, дезинфекции продуктов питания. Однако, излишний нагрев приводит к иссушению слизистой оболочки глаза, а максимальная мощность излучения способна разрушить молекулу ДНК.

Способностью к ионизации может обладать ультрафиолетовое излучение, приближенное к рентгеновскому. Уф-лучи способны вызвать различные мутации, ожоги кожи, роговицы глаз. Медицина с помощью УФ-лучей синтезирует в коже витамин D3. C их помощью обеззараживают воду, воздух, стерилизуют оборудование.

Неионизирующие электромагнитные излучения бывают природного и искусственного происхождения. Природным источником является Солнце, посылающее все виды излучения. В полном объеме до поверхности планеты они не доходят. Благодаря атмосфере Земли, слою озона, влажности, углекислому газу их вредное воздействие смягчается. Молния, космические объекты могут стать естественными источниками для радиоволн. Любое тело, нагретое до нужной температуры, способно испускать тепловые инфракрасные лучи, несмотря на то, что основное излучение исходит от искусственных объектов. В данном случае к основным источникам можно отнести обогреватели, горелки, имеющиеся в каждом доме лампы накаливания.

Поскольку радиоволны передаются по любым электрическим проводникам, то все электроприборы становятся искусственными источниками .

Сила воздействия электромагнитного излучения зависит от длины волны, частоты и поляризации. Волны большой длины на объект переносят меньше энергии, поэтому являются менее вредными.

Воздействие на человека неионизирующего излучения имеет $2$ стороны – длительное воздействие приносит вред здоровью, умеренные дозы могут быть полезны .

Воздействие электромагнитных полей на человека

Электромагнитные поля, так или иначе, оказывают свое воздействие на человека.

Это воздействие связано с:

напряженностью электрического и магнитного полей;
плотностью потока энергии;
частотой колебаний;
режимом облучения;
размером облучаемой поверхности тела;
индивидуальными особенностями организма.

Усугубляет опасность воздействия излучения тот факт, что органы чувств человека его не могут обнаружить. На человека электростатическое поле (ЭСП) воздействует в виде прохождения через него слабого, в несколько микроампер, тока, без наблюдения электротравм. Но, у людей может быть рефлекторная реакция на электрический ток, в этом случае возможна механическая травма , например, можно удариться об элементы конструкции, расположенной рядом. Достаточно чувствительны к электростатическим полям центральная нервная система, анализаторы, сердечнососудистая система. Раздражительность, головная боль, нарушения сна – это те проявления, которые наблюдаются у людей, работающих в зоне воздействия ЭСП.

Магнитные поля (МП) могут действовать непрерывно и прерывисто, степень воздействия которых зависит от того, насколько сильно напряжено поле в пространстве вблизи магнитного устройства. От того, где расположен человек по отношению к МП и режим его труда, зависит получаемая доза. Зрительные ощущения отмечаются при действии переменного магнитного поля , но, с прекращением воздействия эти ощущения исчезают. Серьезные нарушения происходят в условиях хронического воздействия МП, превышающих предельно допустимые уровни. В этом случае наблюдаются нарушение функций ЦНС, сердечнососудистой и дыхательной системы, пищеварительного тракта, происходят изменения в крови. Нарушается ритм и замедляется частота сердечных сокращений при постоянном воздействии ЭМП промышленной частоты.

Тело человека, состоящее из атомов и молекул, под воздействием ЭМП радиочастотного диапазона, поляризуется, происходит следующее:

В направлении распространения электромагнитного поля ориентируются полярные молекулы, например, молекулы воды;
Появляются после воздействия ионные токи в электролитах, а это жидкие составляющие тканей, крови;
Ткани человека нагреваются, что вызывается переменным электрическим полем. Происходит это как за счет переменной поляризации диэлектрика, так и за счет появляющейся проводимости тока.

Следствием поглощения энергии электромагнитного поля является тепловой эффект . При нарастающей напряженности и времени воздействия указанные эффекты проявляются сильнее.

Электромагнитные поля сильнее и интенсивнее воздействуют на органы, содержащие большое количество воды и будут примерно в $60$ раз выше по сравнению с воздействием на органы, с низким содержанием воды. Если длина электромагнитной волны будет увеличена, то глубина её проникновения возрастает. Ткани неравномерно нагреваются в результате различий диэлектрических свойств, возникают макро и микро тепловые эффекты с перепадом температур. Слаборазвитая сосудистая система испытает шок, который проявится в недостаточном кровообращении глаз, мозга, почек, желудка, желчного пузыря, мочевого пузыря.

Одним из немногих специфических поражений , которые вызываются электромагнитными излучениями, являются глаза и возможное развитие катаракты. Это поражение вызывается электромагнитным излучением радиочастот в диапазоне $300$ МГц… $300$ ГГц при плотности потока энергии выше $10$ мВт/кв. см. Характерными при длительном действии ЭМП различных диапазонов длин волн, считаются функциональные расстройства в ЦНС с часто выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови, работоспособность, как правило, снижается. Изменения носят обратимый характер только на ранней стадии.

Неионизирующие электромагнитные поля

Заряженные частицы характеризуются электромагнитным взаимодействием . Энергия между этими частицами передается фотонами электромагнитного поля.

В воздухе длина электромагнитной волны λ(м) связана с её частотой ƒ(Гц) соотношением λƒ = с, ,где с – скорость света, м/с.

Спектр колебаний с частотой $10$ $17$ Гц имеют неионизирующие электромагнитные поля, в то время как ионизирующие – от $10$ $17$ до $10$ $21$ Гц.

Неионизирующие электромагнитные поля , имеющие естественное происхождение, являются постоянно действующим фактором. Их источники – атмосферное электричество, солнечное и галактическое радиоизлучение, электрическое и магнитное поля планеты.

С такими источниками как высоковольтные линии электропередач, использующимися на промышленных предприятиях источниками магнитных полей чаще всего связаны электромагнитные поля промышленной частоты .

В зонах, близко расположенных к электрифицированным железным дорогам, возникающие магнитные поля представляют значительную опасность . Даже в зданиях, расположенных недалеко от этих зон, обнаруживаются магнитные поля высокой интенсивности.

Замечание 1

На бытовом уровне к источникам электромагнитных полей и излучений относятся телевизоры, печи СВЧ, радиотелефоны и ряд других устройств, работающих в широком диапазоне частот. При влажности менее $70$ % электростатические поля создают паласы, накидки, занавески и др. Такая бытовая техника как микроволновая печь промышленного исполнения не опасна. Но, в том случае, если их защитные экраны неисправны, утечка электромагнитного излучения повышается. Экраны телевизоров и дисплеев даже при длительном воздействии на человека не будут представлять опасности как источники электромагнитного излучения при условии, что расстояние от экрана более $30$ см.

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)».

Электромагнитные поля и электромагнитные излучения являются вредными факторами, которые негативно влияют на человека и окружающую среду. Электромагнитные излучения - это не только источник образования электромагнитного поля, но и сам процесс. Электромагнитные поля представляет собой особую форму материи, состоящую из взаимосвязанных электрического и магнитного полей. Напряженности этих полей расположены перпендикулярно друг другу. Непрерывно изменяясь, они возбуждают друг друга. Электромагнитное поле сохраняется и оказывает негативное воздействие еще долгое время после того, как источник его возникновения (излучатель) прекратил или приостановил свое действие.

Степень воздействия на работающих магнитного поля зависит от его параметров (основных характеристик). Основными параметрами источника ЭМП являются: частота электромагнитных колебаний (единица - Гц) и длина волны (единица - м). Критерием интенсивности электрического поля служит его напряженность (единица - В/м). Критерием интенсивности магнитного поля также является его напряженность (единица - А/м).

К основным неионизирующим ЭМП и ЭМИ относятся:

- геомагнитное поле Земли;
- электрические и магнитные поля промышленной частоты;
- электромагнитные излучения радиочастотного диапазона;
- электромагнитные излучения оптического диапазона;
- электростатические поля.

Геомагнитное поле Земли характеризуется постоянно изменяющейся напряженностью. Значительные изменения интенсивности ЭМП могут происходить при геомагнитных природных возмущениях -- магнитных бурях. Организм метеочувствительных людей реагирует на резкие возрастания естественного геомагнитного поля повышением артериального давления, головной болью, общей слабостью.

Электромагнитные поля в диапазоне частот от 0 до 3000 Гц условно называют электромагнитными полями промышленной частоты. Мощными источниками излучения электромагнитной энергии являются провода высоковольтных линий электропередач промышленной частоты 50 Гц. Напряженность электромагнитного поля непосредственно над проводами и в определенной зоне вдоль трассы линий электропередач может значительно превышать предельно допустимый уровень электромагнитной безопасности населения. На объектах железнодорожного транспорта источники электромагнитного поля - это системы электроснабжения электрифицированных железнодорожных линий, силовые трансформаторные подстанции, транспорт на электроприводе, системы и линии электропередач депо, грузовых районов станций, пунктов обработки вагонов и ремонтных производств, электросети административных зданий. К примеру, электротранспорт является весьма мощным источником магнитных полей промышленной частоты. В производственных помещениях с большим количеством различного электрооборудования всегда имеется большое количество электропроводки, находящейся под постоянным напряжением. При этом она не всегда экранирована. Наличие железосодержащих конструкций и коммуникаций в зданиях создает эффект «экранированного помещения», что усиливает электромагнитный фон, не позволяя ему рассеиваться. Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей с недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный пузырь и мочевой пузырь). В условиях постоянного воздействия на рабочем месте ЭМП промышленных частот, превышающих ПДУ, у работников могут наблюдаться: нарушения функций иммунной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. Возможны последствия на генетическом уровне. При местном воздействии ЭМП (прежде всего на руки) проявляются ощущение зуда, бледность, синюшность, отечность, уплотнение, а иногда ороговение кожных покровов.

Большую часть неионизирующих электромагнитных излучений очень широкого диапазона длин волн (от 10 км до 1 мм) и частот (от 0,003 до 300 ГГц) составляют электромагнитные поля радиочастотного диапазона (РМП РЧ), или радиоволны. Свойство электромагнитных волн распространяться в пространстве и различных средах широко используют в радиосвязи, телевидении, радиолокации, а свойство отражаться от границы разных сред нашло применение в дефектоскопии для выявления внутренних пороков в структуре металла. Источниками ЭМП радиочастотного диапазона в производственных процессах являются промышленные установки, предназначенные для:

- индукционного нагрева металлов под закалку;
- нанесения твердых покрытий на режущий инструмент;
- плавки металлов и полупроводников,
- выращивания полупроводниковых кристаллов,
- сварки синтетических материалов,
- прессовки синтетических порошков,
- дефектоскопии.

В радиоаппаратуре к сильным источникам ЭМИ и ЭМП в первую очередь относятся антенны, компьютеры и другая оргтехника, мобильные радиотелефоны; в медицине - приборы ультразвуковой диагностики, рентгеновские аппараты и др.

К излучениям оптического диапазона относятся:

- излучения видимой области спектра (человек имеет к ним наибольшую чувствительность); - ультрафиолетовые (УФ) излучения;
- излучения инфракрасного (ИК) спектра; - лазерные излучения (ЛИ).

Излучения видимой области спектра. Видимое (световое) излучение - это электромагнитные колебания с длиной волны 0,78-0,4 мкм. Источником видимого светового излучения является электродуговая сварка. Она дает световой поток большой энергии с присутствием УФ спектра излучения.

Электромагнитные излучения инфракрасного диапазона (ЭМИ ИК). Тепловое, или инфракрасное, излучение представляет собой часть электромагнитных излучений с длиной волны от 0,780 до 1000 мкм, энергия которых при поглощении веществом вызывает тепловой эффект. В производственных помещениях гигиеническое значение имеет более узкий диапазон от 0,78 до 70 мкм. Источниками ИК - излучений являются нагретые до высокой температуры плавильные печи, расплавленный металл, газосветные лампы, ртутные выпрямители и другое производственное оборудование.

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) - это спектр ЭМИ с длиной волны от 0,2 до 0,4 мкм. Источники УФИ могут быть естественного и искусственного (техногенного) происхождения. Источником естественного происхождения является одна из составляющих потока солнечного излучения. Источниками искусственного происхождения являются лампы дневного света, электросварочные дуги, автогенное пламя, плазмотроны, ртутно - кварцевые горелки.

Лазерное излучение (ЛИ) представляет собой особый вид ЭМИ оптического диапазона с длиной волны 0,1- 1000 мкм. Отличие лазерного излучения от других видов ЭМИ заключается в том, что источник изучения испускает электромагнитные волны строго в одной фазе, одной длины волны и с острой направленностью луча. Основным источником ЛИ является лазер (оптический квантовый генератор).

На промышленных объектах внедряются лазерные установки для высокоточной механической обработки поверхностей из тугоплавких материалов и материалов высокой твердости, для их сверления, точной сварки. В электронных платах приборов автоматики и устройствах СЦБ с помощью лазеров прошивают высокоточные отверстия диаметром в сотые доли толщины человеческого волоса. В медицине с помощью лазеров проводят операции на глазах, сосудах, нервных волокнах.

Повсюду нас окружают электромагнитные поля. В зависимости от своего волнового диапазона, они по-разному могут действовать на живые организмы. Более щадящими считаются неионизирующие излучения, однако и они порой небезопасны. Что это за явления, и какое влияние они оказывают на наш организм?

Что такое неионизирующие излучения?

Энергия распространяется в виде мелких частиц и волн. Процесс её испускания и распространения и называется излучением. По характеру воздействия на предметы и живые ткани различают два основных его вида. Первое - ионизирующее, представляет собой потоки элементарных частиц, которые образуются в результате деления атомов. Оно включает радиоактивное, рентгеновское, гравитационное излучение и лучи Хокинга.

Ко второму относятся неионизирующие излучения. По сути, это электромагнитные которых составляет больше 1000 нм, а количество выделенной энергии меньше 10 кэВ. Оно действует в виде микроволн, в результате выделяя свет и тепло.

В отличие от первого вида, данное излучение не ионизирует молекулы и атомы вещества, на которое воздействует, то есть не разрывает связи между его молекулами. Конечно, и здесь есть свои исключения. Так, отдельные виды, например, УФ-лучи могут ионизировать вещество.

Виды неионизирующих излучений

Электромагнитное излучение представляет гораздо более широкое понятие, чем неионизирующее. Высокочастотные рентгеновские и гамма-лучи также являются электромагнитными, однако они более жесткие и ионизируют вещество. Все остальные виды ЭМИ относятся к неионизирующим, их энергии не хватает для того, чтобы вмешаться в структуру материи.

Наибольшей длиной среди них обладают радиоволны, чей диапазон колеблется от сверхдлинных (более 10 км) до ультракоротких (10 м - 1 мм). Волны остальных ЭМ излучений составляют меньше 1 мм. После радиоизлучения идет инфракрасное или тепловое, длина его волн зависит от температуры нагревания.

Неионизирующими также являются видимое световое и Первое часто называется оптическим. Своим спектром оно очень близко к инфракрасным лучам и образуется при нагревании тел. Ультрафиолетовое излучение приближено к рентгеновскому, поэтому может обладать способностью к ионизации. При длине волн от 400 до 315 нм оно распознается человеческим глазом.

Источники

Неионизирующие электромагнитные излучения могут быть как природного, так и искусственного происхождения. Одним из главных природных источников является Солнце. Оно посылает все виды излучения. Полному их проникновению на нашу планету препятствует земная атмосфера. Благодаря озоновому слою, влажности, углекислому газу действие вредоносных лучей сильно смягчается.

Для радиоволн естественным источником может служить молния, а также космические объекты. Тепловые инфракрасные лучи может испускать любое нагретое до нужной температуры тело, хотя основное излучение исходит от искусственных объектов. Так, основными его источниками являются обогреватели, горелки и обыкновенные лампочки накаливания, которые присутствуют в каждом доме.

Влияние на человека

Электромагнитное излучение характеризуется длиной волны, частотой и поляризацией. От всех этих критериев и зависит сила его воздействия. Чем волна длиннее, тем меньше энергии она переносит на объект, а значит, является менее вредной. Наиболее губительно действуют излучения в дециметрово-сантиметровом диапазоне.

Неионизирующие излучения при длительном воздействии на человека способны причинить вред здоровью, хотя в умеренных дозах они могут быть полезны. могут вызвать ожоги кожи и глазной роговицы, вызвать различные мутации. А в медицине с их помощью синтезируют в коже витамин D3, стерилизуют оборудование, обеззараживают воду и воздух.

В медицине инфракрасное излучение используют для улучшения метаболизма и стимуляции кровообращения, дезинфекции пищевых продуктов. При излишнем нагреве это излучение способно сильно иссушить слизистую глаза, а на максимальной мощности - даже разрушить молекулу ДНК.

Радиоволны используют для мобильной и радиосвязи, навигационных систем, телевидения и других целей. Постоянное действие радиочастот, исходящих от бытовых приборов, может повысить возбудимость нервной системы, ухудшить работу мозга, негативно сказаться на сердечно-сосудистой системе и детородной функции.