Действие вредного фактора на организм

У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются разнообразные расстройства: раздражительность, головная боль, нарушение сна, снижение аппетита и др.

При постоянной работе в условиях хронического воздействия МП, превышающих предельно допустимые уровни, развиваются нарушения функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. При преимущественно локальном воздействии могут развиваться вегетативные и трофические нарушения, как правило, в областях тела, находящегося под непосредственным воздействием МП (чаще всего рук). Они проявляются ощущением зуда, бледностью или синюшностью кожных покровов, отечностью и уплотнением кожи, в некоторых случаях развивается гиперкератоз (ороговелость).

Воздействие ЭМП СВЧ-излучения 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 ЭМП СВЧ-излучения возможны ожоги роговицы.

Примеры источников излучения. Вокруг нас постоянно находится множество источников электромагнитного излучения, которые отдают в пространство опасные для человека электромагнитные волны.

Перечислить их все практически нереально, поэтому рассмотрим наиболее глобальные и популярные примеры источников электромагнитного излучения: Высоковольтные линии электропередач. Данные источники имеют мощный уровень электромагнитного излучения и высокое напряжение. Если жилой дом расположен менее чем на 1000 метров к таким линиям, то у жителей таких домов возрастают риски возникновения онкологических заболеваний. Электрический транспорт. Сюда относятся поезда метрополитена и электрички, троллейбусы и трамваи, а также обычные лифты в домах и торговых центрах. Радио- и телевизионные вышки. Электромагнитное излучение от таких вышек крайне опасно для человеческого здоровья. Особенно опасны те, что установлены не в соответствии с санитарными нормами. Электромагнитное излучение негативно сказывается на общем самочувствии и плохо воздействует на человеческий мозг. Медицинское оборудование. Рентген, компьютерный томограф, МРТ имеют сильное излучение.

Методы защиты от электромагнитных излучений

Меры профилактики:

- Приборы, оборудование должны иметь сертификат соответствия;

- Выбор рационального режима работы установок с ограничением места и времени нахождения персонала.

- Автоматизация, дистанционное управление.

- Экранирование.

- Применение СИЗ – металлизированная ткань, защитные очки с покрытием оксида олова, золота.

- Периодические медосмотры в центрах профпатологии.(1 раз в 5 лет)

Эффективным средством защиты от воздействия электромагнитных излучений является экранирование источников излучения и рабочего места с помощью экранов, поглощающих или отражающих электромагнитную энергию. Выбор конструкции экранов зависит от характера технологического процесса, мощности источника, диапазона волн.

Отражающие экраны используют в основном для защиты от паразитных излучений (утечки из цепей в линиях передачи СВЧ-волн, из катодных выводов магнетронов и других), а также в тех случаях, когда электромагнитная энергия не является помехой для работы генераторной установки или радиолокационной станции. В остальных случаях, как правило, применяются поглощающие экраны.

Активные системы защиты от ЭМИ: уменьшение параметров излучения непосредственно в самом источнике излучения, экранирование источника излучения, экранирование рабочего места, применение средств индивидуальной защиты (СИЗ).

Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания человека в рабочей зоне и применяется обычно в тех случаях, когда нет возможности снизить интенсивность другими способами. Допустимое время пребывания в поле зависит от интенсивности облучения.

Защита расстоянием применяется, когда невозможно ослабить интенсивность облучения другими мерами, в том числе и сокращением времени пребывания человека в опасной зоне. В этом случае увеличивают расстояние между источником излучения и обслуживающим персоналом. Этот метод защиты основан на быстром уменьшении интенсивности поля с расстоянием.

Рациональное размещение установок в помещении используют в первую очередь для источников ВЧП. Электромагнитная энергия, излучаемая отдельными элементами установок при неполном экранировании или отсутствии экрана, распространяется в помещениях, отражаясь от стен и перекрытий, частично проходя сквозь них и в большей степени рассеиваясь. Отраженная энергия увеличивает плотность ЭМП в помещении.

Выделение зон излучения производится на основании инструментальных замеров интенсивности ЭМИ. Границы зон источников ЭМИ ограждают или отмечают яркой краской на полу помещения.

Установление рационального режима работы персонала и источников ЭМИ. Одним из способов снижения уровня излучаемой энергии является правильный выбор генератора, то есть для определенного технологического процесса с конкретной мощностью необходимо использовать источник соответствующей мощности, а не завышенный. Включение установок производить лишь на время работы.

Уменьшение параметров излучения непосредственно в самом источнике достигается за счет применения согласованных нагрузок и поглотителей мощности. Поглотители мощности ослабляют ЭМИ в 105 и более раз. Ими служат графитовые или специальные углеродистые составы, пластмассы и другие материалы, в которых энергия ЭМИ преобразуется в тепловую энергию. Для охлаждения поглотителей применяют охлаждающие ребра или проточную воду.

Наиболее эффективным методом защиты от ЭМИ является экранирование самого источника или рабочего места. Эффективность экранов определяется структурой ЭМП и конструкцией экрана, прежде всего его толщиной и материалом.

Экраны делятся на две группы: отражающие и поглощающие.

Защитное действие отражающих экранов основано на том, что действующее ЭМП создает в экране вихревые токи, наводящие в нем вторичное поле, по амплитуде почти равное, а по фазе противоположное экранирующему полю. Результирующее поле, возникающее при сложении этих двух полей, быстро убывает в экране, проникая на незначительную глубину. Их изготавливают из хорошо проводящих материалов: сталь, медь, латунь, алюминий. Глубина проникновения ЭМП высоких и сверхвысоких частот очень мала, поэтому толщину экрана вбирают по соображениям прочности. Конструкция замкнутого экрана, его размеры и форма определяются экранируемым объектом. Наиболее распространенные типы экранов: сферичные, цилиндрические и плоские. В ряде случаев для экранирования ВЧП применяют металлические сетки, обладающие значительно более низкими экранирующими свойствами, чем сплошные экраны. Они позволяют ослабить плотность потока энергии максимум на 20- 30 дБ(в 100- 1000 раз). Однако их использование дает возможность производить осмотр и наблюдение экранируемых установок, вентиляцию и освещение экранируемого пространства.

Высокая эффективность экранирования достигается при использовании решеток. Для экранирования применяют токопроводящие краски и материалы с металлизированной поверхностью. Токопроводящие краски создают на основе плёнкообразующего материала с добавлением проводящих составляющих, пластификатора, отвердителя. В качестве токопроводящих элементов используют коллоидное серебро, графит, сажу, оксиды металлов, порошки меди и алюминия. В конструктивном отношении экранируемые устройства могут представлять собой камеры или шкафы, в которые помещают передающую аппаратуру, кожухи, ширмы, защитные козырьки, перегородки. Отражающий экран должен быть заземлен.

Экраны, поглощающие ЭМИ, изготавливают в виде тонких резиновых ковриков, эластичных или жестких листов поролона или волокнистой древесины, пропитанной определенным составом ферромагнитных пластин. Коэффициент отражения этих материалов не превышает 1-3 %.

Расчет электромагнитных излучений

Переменное электромагнитное поле является совокупностью двух взаимосвязанных, переменных полей - электрического и магнитного, которые характеризуются соответствующими векторами напряженности E (В/м) H (А/м). При распространении в вакууме и воздухе E=377 Н. Фазы колебаний векторов Е и Н происходят во взаимноперпендикулярных плоскостях.

Электромагнитное поле несет энергию, определяемую плотностью потока энергии (Вт/м2)

Pист - мощность излучателя, Вт r - расстояние до источника излучения, м

Целью расчета является определение электрической или магнитной напряженности или плотности потока энергии на рабочем месте и сравнение с допустимыми значениями.

Согласно СаПиН 2.2.4/2.1.8.058 - 96 "Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) ” оценка воздействия на людей осуществляется по величине энергетической экспозиции. В диапазоне частот 30кГц - 300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического и магнитного поля, в диапазоне 300МГц - 300 ГГц - значением плотности потока энергии.

Энергетическая экспозиция определяется:

· для электрического поля , (В/м) 2*час

· для магнитного поля , (А/м) 2*час

· для плотности потока энергии , (мкВт/см2) *час

Предельно - допустимые значения для энергетической экспозиции за рабочий день (8 часов) приведены в таблице Предельно-допустимые значения энергетической экспозиции.

Диапазоны частот	Предельно допустимая энергетическая экспозиция
ЭЭЕ, (В/м2) ч	ЭЭН, (А/м2) ч	ЭЭI, (мкВт/см2) ч
0,03 - 3 МГц	20 000	200	-
3 - 30 МГц	7 000	-	-
30 - 50 МГц	800	0,72	-
50 - 300 МГц	800	-	-
0,3 - 300 ГГц	-	-	200

2. Расчетная часть Дано: Pn= 400 Вт ?= 1000 мм f= 3·108 Гц Gпор= 300 R= 8 м Материал – алюминий ?= 600 Гн/м ?= 5·10-8 Ом·м D= 100 мкВт/см2 m= 0,3 м b= 1,5 м l= 1 м h= 0,5 м

Как известно, наличие электрического тона в проводнике на макро- и микроскопическом уровне сопровождается появлением в окружающей его среде магнитного поля определенной напряженности. Наличие в окружающей среде разности потенциалов, например, по длине токопроводящего проводника или между обкладками конденсатора, обуславливает появление в ней электрического поля. Напряженность магнитного поля измеряется в амперах на метр (А/м), а электрического- в вольт на метр (В/м).

Распространение электрического и магнитного полей, а в совокупности электромагнитного поля (ЭМП) сопровождается переносом энергии, т.е. данное явление по физической сути является излучением.

Мощность электромагнитного излучения (ЭМИ) N определяется соотношением:

N = 0,5 t -1(E2 · ? 0 + H2 · ?), Вт/м3 (1)

где t - время излучения, с; Е, Н - напряженности электрической и магнитной составляющих ЭМИ, В/м, А/м соответственно;

0 , - абсолютные диэлектрическая и магнитная проницаемости воздуха, Ф/м; Гн/м. (фарад на метр; генри на метр).

В зависимости от соотношения длины волны ?=С/f (f - частота, С - скорость света) и расстояния R от источника ЭМИ различают три зоны:

- зону индукции R /2(в зоне производят нагревание, закалку металлов);

- волновую зону R< ?/2? (в зоне происходит тепловое и психическое воздействие на человека);

- зону дифракции R >> ?/2? (в зоне происходит психологическое воздействие на человека).

Плотность потока энергии или мощность ЭМИ определяется соотношениями:

N = E2 / 377 = 377Н2 = Pn· Gпер/ 2?R2 , Вт/м2 (2)

где Рn - мощность передающего устройства, Вт; Gпер - коэффициент передачи;

R - расстояние до излучателя.

Из формулы (1) имеем Н = v N/377, А/м (3)

Предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности магнитного поля не должен превышать 8 кА/м, т.е. Н<8 кА/м.

Нормирование ЭМИ, очевидно, осуществляется по 3-м факторам:

1. напряженности магнитного поля Н, А/м, (4);

2. напряженности электрического поля Е, В/м, табл. 1,2;

3. мощности потока электромагнитной энергии N, Вт/м2, табл. 3.

По каждому фактору из справочников норм находят наименьшее время в минутах за сутки, в течение которого человек может пребывать под воздействием ЭМИ заданных параметров.

При необходимости увеличения времени пребывания человека в зоне ЭМИ, например, до продолжительности рабочей смены, применяют защитные устройства.

Для обеспечения требований норм на рабочих местах средства защиты могут быть следующих типов: стационарные экранирующие устройства (навесы, козырьки, перегородки и т.п.), переносные, передвижные экранирующие устройства (щиты, зонты, экраны, перегородки и т.п.), специальная экранирующая одежда.

В условиях производства чаще всего применяются защитные экраны, которые представляют собой конструкции и материалы, используемые в технологическом процессе. Поэтому проектирование экранирующего устройства от воздействия электромагнитного поля сводится к расчетной или экспериментальной проверке эффективности имеющихся материалов и конструкций.

Расчет