Воздействие ЭМИ на человека

Вопрос №1.

Влияние на организм человека ЭМП

Электромагнитные излучения. (ЭМИ)

Источники ЭМИ высоких, ультра- и сверхвысоких частот.

Схема 1. Шкала частот

ЭМ излучениями пронизано все окружающее пространство. Человек является источником ЭМИ слабой интенсивности. В природе существуют естественные источники ЭМИ.

Природные источники ЭМ полей:

1) атмосферное электричество;

2) радио излучение Солнца и галактик (реликтовое излучение, равномерно распространенное во Вселенной);

3) Электрическое и магнитное поля Земли (грозы - испускание низких ЭМИ).

Проблема вредного воздействия ЭМИ на человека возникла во 2 половине XX века в связи с возросшей ролью техногенных источников ЭМИ.

Техногенные источники ЭМИ:

1) на производстве

а) устройства для индукционной и диэлектрической обработки различных материалов (печи, плавильни);

б) источники для ионизации газов, поддержания разряда при сварке, получения плазмы;

в) устройства для сварки и прессования синтетических материалов;

г) линии электропередач, особенно высоковольтные;

д) распределительные устройства;

е) измерительные устройства и т.д.;

2) в быту - проводка;

3) радиостанции, ТВ станции, блоки передатчиков, антенные системы и т.д.

Характеристики (параметры) ЭМИ.

f * l (const для ЭМИ) = С

для вакуума = с - скорость света, где f - частота, лямбда - длина волны; 2) для воздуха

f * l @С

2)Количественные оценки: (до 300 МГц - (от промышленных частот))

В схеме 3 - I) - зона индукции (ЭМ поле еще не сформировалось, электрическое и магнитное поля действуют отдельно); II) - переходная между I и III зонами; III) - зона излучения (волновая зона - где ЭМ поле сформировано). Радиус зоны индукции зависит от длины волны излучения:

Для токов промышленных частот размер II уходит на несколько десятков км. Начиная со сверхвысоких частот, зона индукции становится маленькой, волновая зона становится большой (человек оказывается в волновой зоне), и оценка идет по единой характеристике J. J = векторное произведение E на H; J - плотность потока энергии (ППЭ для нормативных документов).

Воздействие ЭМИ на человека.

Зависит от факторов:

1) частота колебаний (f);

2) значения напряженности электрического и магнитного полей (до 300 МГц) и плотности потока энергии (СВч, ИКИ и т. д.) - речь о силе воздействия;

3) размеры облучаемой поверхности тела;

4) индивидуальные особенности организма;

5) комбинированные действия с другими факторами среды

Воздействие ЭМИ 2-х видов: 1) тепловое и 2) специфическое.

1) Тепловое воздействие (механизм) - в электрическом поле молекулы и атомы поляризуются, а полярные молекулы (вода) ориентируются по направлению ЭМ поля; в электролитах возникают ионные токи => нагрев тканей. Электролиты составляют основной %-т от веса человека. Диэлектрики: сухожилия, хрящи, кости - возможен нагрев за счет поляризации. Чем больше напряженность поля, тем сильнее нагрев. До определенного порога избыточная теплота отводится от тканей за счет механизма терморегуляции. Тепловой порог: J = 10 мВт/кв.см. Начиная с этой величины - возможность организма отводить тепло исчерпывается и начинается нагрев. Слабая терморегуляция (где много жидкости, но слабо развита кровеносная система): хрусталик глаза, глаз, мозг (ткань головного мозга), печень, почки и т.д.

2) Специфическое воздействие ЭМ полей сказывается при интенсивностях, значительно меньших теплового порога. ЭМ поля изменяют ориентацию белковых молекул, тем самым, ослабляя их биохимическую активность. В результате наблюдается изменение структуры клеток крови, изменения в эндокринной системе, а также ряд трофических заболеваний (нарушение питания тканей: ломкость ногтей, волос и т.д.), нарушение ЦНС, сердечно - сосудистой системы; при низких дозах есть опасность воздействия на иммунитет.

Нормирование ЭМИ.

Осуществляется в зависимости от диапазона частот. При нормировании учитывается: 1) диапазон частот; 2) значения напряженности электрических и магнитных полей и энергетическая нагрузка: ЭН = ППЭ*Т; где ЭН - энергетическая нагрузка; ППЭ - плотность потока энергии; Т - время, в течение которого человек подвергается воздействию ЭМИ ГОСТ 12.1.006-14 - нормирует напряженность ЭМ поля (Е и Н) в диапазоне частот от 60 Гц до 300 МГц. Санитарные нормы: СН 1748 - 72 - нормируют значения постоянных магнитных полей. Предельно допустимая ППЭ = ЭН предельно допустимого уровня (основной параметр для нормирования)/ Т (время пребывания человека). Если в течение рабочего времени человек подвергается воздействию ЭМИ, ППЭ не должна превышать 1 мВт/кв.см. Нормирование ЭМ поля промышленной частоты - 50 Гц: зона индукции - десятки км. Электрическое поле нормируется, магнитное - нет. По офиц. данным неблагоприятные воздействия ЭМ поля проявляются при напряженностях магнитного поля, начиная с 160 - 200 Ампер/метр. Токи промышленных частот не превышают 25 А/м. В зависимости от времени нахождения человека в поле промышленной частоты устанавливается предельное значение напряженности электрического поля (8 часов - не > 5 кВ)

Защита от ЭМИ.

Способы защиты:

1) уменьшение мощности источника - уменьшение параметров излучения в самом источнике (защита количеством) - основные поглотители - графит, резина и т.д.;

2) экранирование источника излучения (рабочего места);

3) выделение зоны излучения (зонирование территории);

4) Установление рациональных режимов эксплуатации установок,

5) применение сигнализации;

6) Защита расстоянием (особенно эффективна для СВч) формула

7) Защита временем (от тока промышленной частоты)

8) Средства индивидуальной защиты (спец. костюмы).

ИКИ - тепловое излучение близко к СВч.

Зашита от ИКИ - защитные экраны. УФИ - вредно для глаз, кожи, имеет слабое ионизирующее действие. Качество бактерицидности УФИ - в медицине.


Вопрос №2.

Статическое электричество

Статическое электричество – это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках.

Постоянное электростатическое поле (ЭСП) – поле неподвижных зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними. Возникновение зарядов статического электричества происходит при деформации, дроблении (разбрызгивании) веществ, относительном перемещении двух находящихся в контакте тел, слоев жидких и сыпучих материалов, при интенсивном перемешивании, кристаллизации, а также вследствие индукции.

ЭСП характеризуется напряженностью (Е), определяемой отношением силы, действующей в поле на точечный электрический заряд, к величине этого заряда. Единицей измерения напряженности ЭСП является вольт на метр (В/м).

Исследования биологических эффектов показали, что наиболее чувствительными к электростатическим полям являются нервная, сердечно-сосудистая, нейро-гуморальная и другие системы организма.

У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются разнообразные жалобы: на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к «фобиям» обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью.

Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены ГОСТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля».

Допустимые уровни напряженности электростатических полей устанавливаются в зависимости от времени пребывания на рабочих местах.

Предельно допустимый уровень напряженности электростатических полей (Епред) устанавливается равным 60кВ/м в течение 1 часа.

При напряженности электростатических полей менее 20кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.

Применение средств защиты работающих обязательно в тех случаях, когда фактические уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах превышают 60 кВ/м.

При выборе средств защиты от статического электричества (экранирование источника поля или рабочего места, применение нейтрализаторов статического электричества, ограничение времени работы и др.) должны учитываться особенности технологических процессов, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещений и др., что определяет дифференцированный подход при разработке защитных мероприятий.

Одним из распространенных средств защиты от статического электричества является уменьшение генерации электростатических зарядов или их отвод с наэлектризованного материала, что достигается:

- заземлением металлических и электропроводных элементов оборудования;

- увеличением поверхностей и объемной проводимости диэлектриков;

- установкой нейтрализаторов статического электричества.

Заземление проводится независимо от использования других методов защиты.

Более эффективным средством защиты является увеличение влажности воздуха до 65-75%, когда это возможно по условиям технологического процесса.

В качестве индивидуальных средств защиты могут применяться антистатическая обувь, антистатический халат, заземляющие браслеты для защиты рук и другие средства, обеспечивающие электростатическое заземление тела человека.


Вопрос №3.

Лазерное излучение

Лазерное излучение: l = 0,2 - 1000 мкм.

Основной источник - оптический квантовый генератор (лазер).

Особенности лазерного излучения - монохроматичность; острая направленность пучка; конкретность.

Свойства лазерного излучения: высокая плотность энергии: 1010-1012 Дж/см2, высокая плотность мощности : 1020-1022 Вт/см2.

По виду излучение лазерное излучение подразделяется:

- прямое излучение; рассеянное; зеркально-отраженное; диффузное.

По степени опасности:

I.класс. Неопасные для человека

II.

III.

IV.Опасные

Биологические действия лазерного излучения зависит от длины волны и интенсивности излучения, поэтому весь диапазон длин волн делится на области:

-ультрафиолетовая 0.2-0.4 мкм

-видимая 0.4-0.75 мкм

-инфракрасная:

a) ближняя 0.75-1

b) дальняя свыше 1.0