Электромагнитные поля (ЭМП, ЭМИ) Определение и нормативы СанПиН. Основные источники эмп

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Кафедра Управления в социально-экономических системах

Курсовая работа

Источники и характеристики электромагнитных полей. Их воздействие на организм человека. Нормирование электромагнитных полей.

Санкт-Петербург

Введение 3

Общая характеристика электромагнитного поля 3

Характеристики электромагнитных полей 3

Источники электромагнитных полей 4

Воздействие электромагнитных полей на организм человека 5

Нормирование электромагнитных полей 5

Нормирование ЭМП для населения 10

Контроль облучения 14

Способы и средства защиты от ЭМ облучений 14

Экранирование 14

Экранирование высокочастотных термических установок 14

Рабочий элемент-индуктор 15

Защита от СВЧ энергии 16

Защита от облучения при настройке и испытаниях СВЧ установок 17

Способы защиты от утечек сквозь отверстия 18

Защита рабочего места и помещений 18

Воздействие лазерного излучения на человека 19

Нормирование лазерного излучения 19

Измерение лазерного излучения 20

Расчёт энергетической освещённости на рабочем месте 20

Меры защиты от лазерного излучения 21

Первая помощь 22

Список источников 23

Введение

В современных условиях научно-технического прогресса в результате развития различных видов энергетики и промышленности электромагнитные излучения занимают одно из ведущих мест по своей экологической и производственной значимости среди других факторов окружающей среды.

Общая характеристика электромагнитного поля

Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Представляет собой взаимосвязанные переменные электрическое поле и магнитное поле. Взаимная связь электрического и магнитного полей заключается в том, что всякое изменение одного из них приводит к появлению другого: переменное электрическое поле, порождаемое ускоренно движущимися зарядами (источником), возбуждает в смежных областях пространства переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, возбуждает в прилегающих к нему областях пространства переменное электрическое поле, и т. д. Таким образом, электромагнитное поле распространяется от точки к точке простран-ства в виде электромагнитных волн, бегущих от источника. Благодаря конечности скорости распространения электромагнитное поле может существовать автономно от породившего его источника и не исчезает с устранением источника (например, радиоволны не исчезают с прекращением тока в излучившей их антенне).

Характеристики электромагнитных полей

Известно, что около проводника, по которому протекает ток, возникают одновременно электрическое и магнитное поля. Если ток не меняется во времени, эти поля не зависят друг от друга. При переменном токе магнитное и электрическое поля связаны между собой, представляя единое электромагнитное поле.

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию.

Частота электромагнитного поля - это число колебаний поля в секунду. Единицей измерения частоты является герц (Гц) - частота, при которой совершается одно колебание в секунду.

Длина волны - это расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах.

Поляризация - это явление направленного колебания векторов напряженности электрического поля или напряженности магнитного поля.

Электромагнитное поле обладает определённой энергией и характеризуется электрической и магнитной напряжённостью, что необходимо учитывать при оценке условий труда.

Источники электромагнитных полей

В целом общий электромагнитный фон состоит из источников естественного (электрические и магнитные поля Земли, радиоизлучения Солнца и галактик) и искусственного (антропогенного) происхождения (телевизионные и радиостанции, линии электропередачи, электробытовая техника). Источниками электромагнитных излучений также служат радиотехнические и электронные устройства, индукторы, конденсаторы термических установок, трансформаторы, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов, генераторы сверхвысоких частот и др.

Современные геодезические, астрономические, гравиметрические, аэрофотосъёмочные, морские геодезические, инженерно-геодезические, геофизические работы выполняются с использованием приборов, работающих в диапазоне электромагнитных волн, ультравысокой и сверхвысокой частот, подвергая работающих опасности с интенсивностью облучения до 10 мкВт/см 2 .

Воздействие электромагнитных полей на организм человека

Электромагнитные поля человек не видит и не чувствует и именно поэтому не всегда предостерегается от опасного воздействия этих полей. Электромагнитные излучения оказывают вредное воздействие на организм человека. В крови, являющейся электролитом, под влиянием электромагнитных излучений возникают ионные токи, вызывающие нагрев тканей. При определённой интенсивности излучения, называемой тепловым порогом, организм может не справиться с образующимся теплом.

Нагрев особенно опасен для органов со слаборазвитой сосудистой системой с неинтенсивным кровообращением (глаза, мозг, желудок и др.). При облучении глаз в течение нескольких дней возможно помутнение хрусталика, что может вызвать катаракту.

Кроме теплового воздействия электромагнитные излучения оказывают неблагоприятное влияние на нервную систему, вызывают нарушение функций сердечно-сосудистой системы, обмена веществ.

Длительное воздействие электромагнитного поля на человека вызывает повышенную утомляемость, приводит к снижению качества выполнения рабочих операций, сильным болям в области сердца, изменению кровяного давления и пульса.

Оценка опасности воздействия электромагнитного поля на человека производится по величине электромагнитной энергии, поглощённой телом человека.

Нормирование электромагнитных полей

ЭМП любой частоты имеет 3 условные зоны в зависимости от расстояния X до источника:

Зону индукции (пространство с радиусом Х 2);

Промежуточную зону (зону дифракции);

Волновую зону, Х2

Рабочие места вблизи источников ВЧ полей попадают в зону индукции. Для таких источников уровни облучений нормированы величиной напряжённости электрического Е(Вм) и магнитного Н(А/м) полей.

ГОСТом 12.1.006-84 установлены ПДУ на рабочем месте в течении всего рабочего дня:

Работающие с генератором СВЧ попадают в волновую зону. В этих случаях нормируется энергетическая нагрузка на организм человека W (мкВт*ч/см.кв.) W = 200 мкВт*ч/см.кв. – для всех случаев облучения, исключая облучение от врвщающихся и сканирующих антенн – для них W = 2000 мкВт*ч/см.кв. Предельно допустимую плотность потока энергии (ПДУ) σ доп (мкВт/см.кв) вычисляются по формуле σ доп = W / Т, где Т – время работы в часах в течении рабочего дня. Во всех случаях σ доп ≤ 1000 мкВт/см.кв.

Национальные системы стандартов являются основой для реализации принципов электромагнитной безопасности. Как правило, системы стандартов включают в себя нормативы ограничивающие уровни электрических полей (ЭП), магнитных полей (МП) и электромагнитных полей (ЭМП) различных частотных диапазонов путем введения предельно допустимых уровней воздействия (ПДУ) для различных условий облучения и различных контингентов.

В России система стандартов по электромагнитной безопасности складывается из Государственных стандартов (ГОСТ) и Санитарных правил и норм (СанПиН). Это взаимосвязанные документы, являющиеся обязательными для исполнения на всей территории России.

Государственные стандарты по нормированию допустимых уровней воздействия электромагнитных полей входят в группу Системы стандартов безопасности труда - комплекс стандартов, содержащих требования, нормы и правила, направленных на обеспечение безопасности, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Они являются наиболее общими документами и содержат:

требования по видам соответствующих опасных и вредных факторов;

предельно допустимые значения параметров и характеристик;

общие подходы к методам контроля нормируемых параметров и методы защиты работающих.

Государственные стандарты России в области электромагнитной безопасности приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Государственные стандарты РФ в области электромагнитной безопасности

Санитарные правила и нормы регламентируют гигиенические требования более подробно и в более конкретных ситуациях облучения, а также к отдельным видам продукции. По своей структуре включают те же основные пункты, что и Государственные стандарты, однако излагают их более подробно. Как правило, санитарные нормы сопровождаются Методическими указаниями по проведению контроля электромагнитной обстановки и проведению защитных мероприятий.

В зависимости от отношения подвергающегося воздействию ЭМП человека к источнику излучения в условиях производства в стандартах России различаются два вида воздействия: профессиональное и непрофессиональное. Для условий профессионального воздействия характерно многообразие режимов генерации и вариантов воздействия. В частности, для облучения в ближней зоне обычно характерно сочетание общего и местного облучения. Для непрофессионального облучения типичным является общее облучение. ПДУ для профессионального и непрофессионального воздействия различны.воздействие на организм человека . Знание природы воздействия электромагнитных волн на организм человека , ... через физические характеристики поля излучения в...

В процессе эволюции и жизнедеятельности человек испытывает влияние естественного электромагнитного фона, характеристики которого используются как источник информации, обеспечивающий непрерывное взаимодействие с изменяющимися условиями внешней среды.

Однако вследствие научно-технического прогресса электромагнитный фон Земли в настоящее время не только увеличился, но и претерпел качественные изменения. Появились электромагнитные излучения таких длин волн, которые имеют искусственное происхождение в результате техногенной деятельности (например, миллиметровый диапазон длин волн и др.).

Спектральная интенсивность некоторых техногенных источников электромагнитного поля (ЭМП) может существенным образом отличаться от эволюционно сложившегося естественного электромагнитного фона, к которому привыкли человек и другие живые организмы биосферы.

Источники электромагнитных полей

К основным источникам ЭМП антропогенного происхождения относятся телевизионные и радиолокационные станции, мощные радиотехнические объекты, промышленное технологическое оборудование, высоковольтные линии электропередач промышленной частоты, термические цехи, плазменные, лазерные и рентгеновские установки, атомные и ядерные реакторы и т.п. Следует отметить техногенные источники электромагнитных и других физических полей специального назначения, применяемые в радиоэлектронном противодействии и размещаемые на стационарных и передвижных объектах на земле, воде, под водой, в воздухе.

Любое техническое устройство, использующее либо вырабатывающее электрическую энергию, является источником ЭМП, излучаемых во внешнее пространство. Особенностью облучения в городских условиях является воздействие на население как суммарного электромагнитного фона (интегральный параметр), так и сильных ЭМП от отдельных источников (дифференциальный параметр).

Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и участки в зонах, примыкающих к предприятиям. Воздействие ЭМП промышленной частоты связано с высоковольтными линиями (ВЛ) электропередач, источниками постоянных магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятиях. Зоны с повышенными уровнями ЭМП, источниками которых могут быть РТО и РЛС, имеют размеры до 100...150 м. При этом внутри зданий, расположенных в этих зонах, плотность потока энергии, как правило, превышает допустимые значения.

Спектр электромагнитных излучений техносферы

Электромагнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Электромагнитное поле в вакууме характеризуется векторами напряженности электрического поля Е и индукции магнитного поля В, которые определяют силы, действующие на неподвижные и движущиеся заряды. В системе единиц СИ размерность напряженности электрического поля [Е] = В/м - вольт на метр и размерность индукции магнитного поля [В] = Тл - тесла. Источниками электромагнитных полей являются заряды и токи, т.е. движущиеся заряды. Единица заряда в СИ называется кулон (Кл), а единица тока - ампер (А).

Силы взаимодействия электрического поля с зарядами и токами определяются следующими формулами:

F э = qЕ; F м = , (5.9)

где F э - сила, действующая на заряд со стороны электрического поля, Н; q - величина заряда, Кл; F M - сила, действующая на ток со стороны магнитного поля, Н; j - вектор плотности тока, указывающий направление тока и равный по абсолютной величине А/м 2 .

Прямые скобки во второй формуле (5.9) обозначают векторное произведение векторов j и В и образуют новый вектор, модуль которого равен произведению модулей векторов j и В, умноженному на синус угла между ними, а направление определяется по правилу правого "буравчика", т.е. при вращении вектора j к вектору В по кратчайшему расстоянию вектор . (5.10)

Первое слагаемое соответствует силе со стороны электрического поля напряженностью Е, а второе - магнитной силе в поле с индукцией В.

Электрическая сила действует в направлении напряженности электрического поля, а магнитная сила перпендикулярна как скорости заряда, так и вектору индукции магнитного поля, и ее направление определяется по правилу правого винта.

ЭМП от отдельных источников могут быть классифицированы по нескольким признакам, наиболее общий из которых - частота. Неионизирующие электромагнитные излучения занимают довольно широкий диапазон частот от ультранизкочастотного (УНЧ) интервала в 0...30 Гц до ультрафиолетовой (УФ) области, т.е. до частот 3 · 1015 Гц.

Спектр техногенных электромагнитных излучений простирается от сверхдлинных волн (несколько тысяч метров и более) до коротковолнового γ-излучения (с длиной волны менее 10-12 см).

Известно, что радиоволны, свет, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, рентгеновские лучи и γ-излучение - все это волны одной электромагнитной природы, отличающиеся длиной волны (табл. 5.4).

Поддиапазоны 1...4 относятся к промышленным частотам, поддиапазоны 5...11 - к радиоволнам. К СВЧ-диапазону отнесены волны с частотами 3...30 ГГц. Однако исторически сложилось так, что под СВЧ-диапазоном понимают колебания волны длиной от 1 м до 1 мм.

Таблица 5.4. Шкала электромагнитных волн

Под оптическим диапазоном в радиофизике, оптике, квантовой электронике понимается диапазон длин волн примерно от субмиллиметрового до дальнего ультрафиолетового излучений. К видимому диапазону относятся колебания волн длинами от 0,76 до 0,38 мкм.

Видимый диапазон составляет небольшую часть оптического диапазона. Границы переходов УФ-излучения, рентгеновского, γ-излучений точно не фиксированы, но примерно соответствуют указанным в табл. 5.4 значениям λ и v. Гамма-излучение, обладающее значительной проникающей способностью, переходит в излучение очень больших энергий, называемое космическими лучами.

В табл. 5.5 приведены некоторые техногенные источники ЭМП, работающие в различных диапазонах электромагнитного спектра.

Таблица 5.5. Техногенные источники ЭМП

Защита человека от вредного воздействия электромагнитного поля промышленной частоты

В настоящее время в быту и на производстве широко используются приборы и электроустановки различного назначения, распространяющие электромагнитные поля. Среди различных физических факторов окружающей среды, которые могут оказывать неблагоприятные воздействия на человека, большую опасность представляет электромагнитное поле (ЭМП) промышленной частоты 50 Гц.

Источники электромагнитных полей

Органы чувств человека не воспринимают электромагнитные поля. Человек не может контролировать уровень излучения и оценить грозящую опасность, своего рода электромагнитного смога. Электромагнитное излучение распространяется во всех направлениях и оказывает, прежде всего, воздействие на человека, работающего с прибором-излучателем, и на окружающую среду (в том числе и на другие живые организмы). Известно, что магнитное поле возникает вокруг любого предмета, работающего от электрического тока. Элементарным источником ЭМП является обычный проводник, по которому проходит переменный ток любой частоты, т.е. практически любой электроприбор, применяемый человеком в быту, является источником ЭМП.

Электрические сети, опутывающие стены наших квартир, хорошо можно увидеть в период их монтажа, еще до оштукатуривания стен. Это, прежде всего, разводка сетей ко всем розеткам и выключателям, а также кабели и различного вида удлинители электробытовых приборов. Добавьте сюда еще и кабели, питающие жилые дома от городских трансформаторных подстанций, разводку электросетей по этажам дома к электросчетчикам и средствам автоматической защиты каждой квартире, систему электропитания лифтов и освещения коридоров, подъездов домов и т.д.

В повседневной деятельности в условиях территории, занятой жилой и общественной застройкой, улицами, площадями общего пользования, человек также подвергается действию ЭМП промышленной частоты от разных источников.

Через жилые районы городов проложены воздушные линии электропередачи (ЛЭП). Воздушные ЛЭП глубокого ввода напряжением 10, 35 и 110 кВ, проходящие через жилую застройку, затрагивают небольшую часть жителей городов и населенных пунктов, но вызывают обоснованные жалобы с их стороны даже при отсутствии превышения предельно допустимых уровней (ПДУ) электромагнитного поля. Среди других источников электромагнитных полей промышленной частоты достаточно широко распространены открытые распределительные устройства трансформаторных подстанций, городской электротранспорт (контактные сети троллейбусов и трамваев) и железнодорожный электротранспорт, как правило, или приближенный к жилым корпусам, или перерезающий населенные пункты (села, города и пр.). Конечно, стены домов, особенно из железобетонных панелей, являются экранами и, тем самым, снижают уровень ЭМП, однако не учитывать воздействие внешних ЭМП на человека нельзя. В табл.1 приведены средние уровни электромагнитного поля на открытой территории и внутри жилых помещений , который практически представляет собой среднестатистический промышленный район.

Помимо внутренних и внешних электросетей не следует забывать еще и внутренние и локальные источники ЭМП, максимально приближенные к человеку. К ним можно отнести физиотерапевтическую аппаратуру больниц, бытовые электропотребители, питаемые от электросетей с промышленной частотой 50 Гц.

Замеры напряженности магнитных полей, создаваемых бытовыми электроприборами, показали, что их кратковременное воздействие оказывается даже более сильным, чем долговременное пребывание человека рядом с линиями электропередачи. Уровень напряженности магнитного поля на различных расстояниях от бытовых приборов до человека, мГс, приведен в табл.2.

Воздействие ЭМП на организм человека

Степень биологического влияния ЭМП на организм человека зависит от частоты колебаний, напряженности поля и его интенсивности.

Человеческое тело представляет собой некий сосуд, наполненный жидкостью, проводимость которой объясняется наличием в ней гемоглобина, содержащей в крови человека комплексные соединения железа с белком. Таким образом, имеются благоприятные условия, когда внешние переменное магнитное поле может наводить в железистом белке тела человека ток и создать возможность взаимодействия красных кровяных телец с этим полем.

Известно, что при мощности 10 мВт/см2 облучаемой поверхности ткань человека может прогреться на несколько десятых долей градуса. А от частоты излучения зависит интенсивность поглощения электромагнитной энергии в теле человека.

Действие ЭМП особенно большой напряженности (распределительного устройства подстанций и линий электропередачи напряжения 330 - 500 - 750 - 1500 кВ) проявляется по-разному. Находясь в ЭМП, тело человека заряжается при любом соприкосновении с металлической конструкцией подстанции или ЛЭП, что приводит к разрядному импульсу. Установлено , что время такого импульса составляет микросекунды. Эффект этого разряда напоминает ощущение неприятного неожиданного укола. Последствием этого может быть ослабление хватательной способности пальцев и в целом кистей рук, потеря, возможно, на какие-то микросекунды, психологической ориентации и пр., что может привести к травмам: падению верхолаза с высоты опоры, ушибу рабочих, стоящих внизу, инструментом, выпавшим из рук верхолаза и т.д.

В целом интенсивное ЭМП промышленной частоты вызывают у рабочих:

Нарушение функционального состояния центральной нервной, сердечнососудистой и эндокринной систем;

Головокружение, нарушение сна, повышение сонливости, вялости, утомляемости, снижение точности движений;

Изменение кровяного давления и пульса, возникновение болей в сердце, сопровождаемых головной болью и аритмией и т.д.

нарушение половой функции;

Ухудшение развития эмбриона;

Все эти изменения в организме человека фиксируются при медицинских обследованиях (анализ крови, электрокардиографии и т.п.)

За последние годы появилась информация о том, что источником злокачественных новообразований может быть ЭМП промышленной частоты.

Защита человека от ЭМП

Для защиты людей от вредного влияния ЭМП применяются нормативы и стандарты, которые представляют собой некий компромисс между преимуществами применения новых технологий и новой техники и возможным риском, причиненным этим применением.

Допустимые уровни неионизирующих излучений различных видов и диапазонов частот и т.д.

В основе установления предельно допустимых уровней (ПДУ) лежит принцип пороговости вредного воздействия ЭМП на человека. В качестве ПДУ ЭМП предусмотрены такие уровни, которые при систематическом облучении в рабочем режиме для данного конкретного источника ЭМП не вызывают у людей (без ограничения пола и возраста) заболеваний и отклонений в состоянии здоровья. В табл.3 приведены допустимые уровни напряженности поля от ЛЭП промышленной частоты.

Однако важным является не только величина напряженности ЭМП, но и продолжительность нахождения человека в зоне действия этого поля. На основе исследований, разработаны следующие нормативы для электрических полей промышленной частоты, предусматривающие ограничение времени пребывания человека в зоне источника ЭМП (см. табл.4)

При напряженности ЭМП 5 кВ/м производство работ не ограничивается как по характеру, так и по длительности выполнения. При напряженности более 25 кВ/м, а также, если требуется большая продолжительность пребывания человека в ЭМП, чем приведено выше, работы должны выполняться с применением средств защиты, например специальной одежды, ткань которой обладает свойствами экрана. В качестве тканей используются ткани с проводящей краской, ткани, содержащие волокна из гибкой медной проволоки, ткани с нитями из проводящего полимера и т.д.

В качестве предупредительных мер предусматривается осуществление постоянного контроля электромагнитной обстановки путем проведения электромагнитного мониторинга, а также прогнозирования развития в целом для предприятия или организации электромагнитной обстановки .

Размеры санитарно-защитных зон ЛЭП в зависимости от их класса напряжения (f = 50 Гц) приведены в табл.5.

Под санитарно-защитной зоной понимается так называемая охранная зона, имеющая условное направление вдоль воздушной линии электропередачи и отсчитываемая от проекции крайних проводов ЛЭП по земле.

Следует заметить, что регламентация размеров санитарно-защитной зоны ЛЭП осуществляется при классе напряжения ЛЭП 330 кВ и выше по электрической составляющей. Однако по магнитной составляющей электромагнитного поля ЛЭП, более опасной, чем электрическая составляющая, размеры санитарно-защитной зоны предположительно могут составлять 200...400 м. Исследования по установлению окончательных размеров охранной зоны по магнитной составляющей следует продолжить.

Размещать жилые здания;

Предусматривать стоянки и остановки всех видов транспорта;

Устраивать любые спортивные и игровые площадки;

Собирать грибы, любые плоды, ягоды и особенно лекарственные растения.

Для контроля за электромагнитной ситуацией в жилых домах или в офисных помещениях, где находится человек, используются приборы, состоящие из регистратора интенсивности ЭМП (переменного и электростатического) типа РИЭП - 50/20 и регистратора интенсивности магнитного поля РИМП 50/2,4, дающие световой и звуковой сигналы при превышении ПДУ для данного источника.

Предусматривается также защита людей от воздействия ЭМП так называемым методом расстояний от источников ЭМП, т.е. санитарно-защитной зоны, размеры которой зависят от напряженности источника (табл.4).

Что касается методов защиты человека в жилых помещениях, то на этот счет можно дать некоторые практические рекомендации.

Поскольку в собственной квартире полностью избавиться от бытовых электроприборов практически невозможно, желательно соблюдать следующие правила:

Не устанавливать над кроватью средства освещения (бра, светильники с плафонами), светопоток от которых обращен вниз, на Вас, - свет должен быть направлен только вверх;

Не устанавливать в спальне телевизор, компьютер, «базу» радиотелефона, который лучше заменить обычным;

Не ставить у изголовья электронные часы (будильник);

Отключать от сети на ночь телевизор, музыкальный центр, проигрыватель и прочие источники электромагнитного излучения, которые могут находиться в дежурном режиме и т.д.

Отказаться по возможности от систематического использования электрических бритв;

Применять утюги с бифилярной обмоткой нагревательных спиралей (такая обмотка не обладает индуктивностью).

Выводы

На основе отечественных и зарубежных исследований установлено наличие связей некоторых заболеваний населения с воздействием электромагнитных излучений, в частности ЭМП.

Установление указанных взаимосвязей является предметом дальнейших исследований электромагнитной нагрузки с учетом статистических показателей состояния здоровья отдельных групп населения, в том числе с учетом профессии, возраста, пола и т.д.

Литература

Дунаев В.Н. Формирование электромагнитной нагрузки в условиях городской среды//Санитария и гигиена. - 2002. - №5. -С.31-34.

Емельянов В. Мероприятия по защите населения и территорий в условиях электромагнитного загрязнения окружающей среды//Основы безопасности жизнедеятельности. -2000. - №1. - С.58-61.

Источники электромагнитных полей. Электромагнитные поля в среде обитания человека создаются природными и искусственны­ми источниками. Природными источниками являются солнечные и космические излучения, магнитные свойства Земли, грозовые разряды и другие.

Антропогенные источники электромагнитных полей делятся на две группы:

1-я группа - источники, генерирующие статические электри­ческие и магнитные поля, а также крайне низкие и сверхнизкие частоты, к которым относятся все средства выработки, передачи и распределения электроэнергии - электростанции, оборудование и электротехнические устройства передачи, распределения и использования электроэнергии (в том числе линии электропередач постоянного и переменного тока промышленной частоты - 50 Гц).

2-я группа - источники, генерирующие электромагнитные поля в радиочастотном диапазоне, в том числе и микроволновом - от 300 МГц до 300 ГГц (радио- и телевизионные передатчики, ра­диолокационные станции, телекоммуникационное оборудование и связанные с ними устройства, такие как мобильные телефоны, станции радиорелейной связи и спутниковой связи, системы локации и навигации, телевизоры, компьютеры и другое оборудо­вание).

С эколого-медицинских позиций, электромагнитные поля мож­но разделить на четыре основных вида - электростатические, постоянные магнитные, промышленной частоты и радиочастот­ного диапазона. Проблема воздействия на здоровье электростати­ческих полей затрагивает преимущественно работающий персо­нал, но и в современном жилище, отделанном синтетическими материалами, оснащенном телевизорами и персональными ком­пьютерами, возможно повышение уровня напряженности элек­тромагнитного поля.

Проблема воздействия постоянных электромагнитных полей актуальна для работников установок ядерно-магнитного резонан­са, магнитных сепараторов и другого оборудования, в котором использованы постоянные магниты.

Наиболее существенными источниками электромагнитных по­лей являются широко распространенные радио-, телевизионные и радиолокационные станции и высоковольтные линии электро­передач. Эксплуатация этих объектов сопровождается поступле­нием в окружающую среду электромагнитных излучений в широ­ком диапазоне частот - от 50 Гц до 300 ГГц. В городах России постоянно увеличивается число передатчиков на башнях телецент­ров, находящихся в черте жилой застройки в крупных городах. Кроме того, появляются независимые станции радио- и телеве­щания, причем в ряде случаев уровень напряженности электро­магнитных полей вокруг них не отвечает санитарно-гигиениче­ским требованиям. Это может существенно осложнить электро­магнитную обстановку в прилегающих жилых районах. В после­дние годы широкое распространение получили такие источники электромагнитных полей, как видеодисплейные терминалы и ра­диотелефоны, системы мобильной связи.

Гигиеническое нормирование. Частота электромагнитного поля выражается в герцах (Гц). Основными количественными характе­ристиками электромагнитного поля в диапазоне от долей Гц до 300 мГц являются электрическая напряженностьЕ (В/м) и маг­нитная напряженность #(А/м). В диапазоне частот от 300 МГц до 300 ГГц интенсивность электромагнитного излучения оценивают плотностью потока энергии, единицей измерения которой явля­ется Вт/м 2 . В случае низких и крайне низких частот используют также размерность в теслах (Тл), одна миллионная часть которой соответствует 1,25 А/м.

Гигиенические регламенты на электромагнитные поля были установлены на основании:

Обнаружения, измерения (мониторинга) и установления ос­новных закономерностей их изменения в пространстве и времени в сочетании с другими факторами окружающей среды;установления характера и степени их биологического дей­ствия в экспериментах на животных и в ходе наблюдения за людьми;

Нормирования электромагнитных полей различных частот, т.е, научного обоснования допустимых уровней их выраженности н окружающей среде» нормализации, т.е. разработки и внедрения технических, тех­нологических, планировочных и иных мероприятий по ограниче­нию электромагнитного облучения людей;

Прогнозирования электромагнитной обстановки на перспек­тиву.

Длительное изучение биологических эффектов воздействия электромагнитных полей на здоровье населения СССР привело к созданию первых в мире санитарных норм и правил размещения радио-, телевизионных и радиолокационных станций. В дальней­шем эти нормы были усовершенствованы, и в настоящее время основным нормативным документом РФ, регламентирующим до­пустимые уровни воздействия электромагнитных полей, являются Санитарные нормы и правила СанПиН 2.2.4/2.1.8.055 - 96 «Элек­тромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ)». В этом документе ПДУ напряженности электрического поля нор­мируются в зависимости от диапазона частот. ПДУ напряженнос­ти магнитных полей для населения пока не установлены.

В целях защиты населения от воздействия электромагнитных полей вокруг линий электропередач устанавливают специальные охранные зоны, в которых запрещается размещать жилые здания, стоянки и остановки всех видов транспорта, устраивать места от­дыха, спортивные и игровые площадки. Вокруг радиолокацион­ных станций, антенных полей, мощных радиопередатчиков со­здают защитные зоны, размеры и конфигурация которых опреде­ляются параметрами оборудования и рельефом местности.

Препятствиями на пути совершенствования гигиенических нор­мативов, как считает Г.А.Суворов с соавт. (1998), являются недо­статочная изученность биологических эффектов, вызываемых элек­тромагнитным фактором, зависимость их от физических парамет­ров облучения, отсутствие данных о первичных механизмах взаи­модействия электромагнитных полей различных частотных диапа­зонов с тканями организма и о поглощении и распределении энер­гии в биосредах.

В местах размещения передающих радиостанций, телецентров, ретрансляторов и радиолокаторов интенсивность электромагнит­ных полей в зависимости от мощности радиопередающего объек­та и расстояния до антенны в диапазоне коротких волн (КВ) ко­леблется в пределах от 0,5 до 75 В/м, в диапазоне ультракоротких волн (УКВ) - от 0,1 до 8 В/м, а в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) - от 0,5 до 50 мкВт/см 2 . На распространение электромаг­нитных волн существенное влияние оказывают характер рельефа,

покров поверхности земли, размещение на ней крупных объектов. В местах установки передающих КВ радиостанций на расстоянии 20-800 м от антенны напряженность поля колеблется в пределах 0,1-70,0 В/м, а вблизи средневолновых (СВ) радиостанций - от 5 до 40 В/м ->на расстоянии 100- 1000 м. В определенных услови­ях электрическая напряженность даже на удалений нескольких ки­лометров может достигать десятков В/м. В зависимости от режима работы того или иного радиотехнического объекта длительность воздействия электромагнитного поля на население может состав­лять 12 - 20 ч/сут и более.

Напряженность электромагнитного поля внутри помещения зависит также от ориентации соответствующего здания по отноше­нию к источнику излучения, материала строительных конструк­ций и т.д. Так, в кирпичном доме напряженность в 5 раз ниже, чем на открытом пространстве, а в доме из железобетонных панелей - ь 20 раз. Наибольшая напряженность поля в УКВ (телевизионном) диапазоне (0,2 - 6,0 В/м) наблюдается в радиусе 100-1500 м от передающих антенных систем, причем максимум отмечается на расстоянии 300 м.

Наряду с радиотехническими объектами значимыми источни­ками электромагнитных полей являются высоковольтные воздуш­ные линии электропередач, излучающие электромагнитные вол­ны низкой (промышленной) частоты - 50 Гц. Фактическая на­пряженность электрического поля под линиями электропередач может колебаться в широких пределах, достигая в некоторых случаях 10- 14 кВ/м. Заземленные металлические опоры дают вы­раженный экранирующий эффект, в связи с чем в непосредствен­ной близости от них напряженность поля снижается в 3 - 5 раз. Зона распространения электромагнитных полей от линий электропередач не превышает нескольких десятков метров, однако при большой протяженности линий вдоль них у поверхности земли создаются огромные площади с высокой напряженностью поля.

Нормативом, регламентирующим уровень напряженности элек­тростатического поля для населения, является «Санитарно-гиги­енический контроль полимерных строительных материалов, пред­назначенных для применения в строительстве жилых и обществен­ных зданий» № 2158-80, согласно которому предельно допусти­мая частота электростатических полей составляет 15 кВ/м. Анало­гичные уровни напряженности электростатических полей установ­лены стандартами США и западноевропейских стран.

Влияние на здоровье населения. Действие электромагнитных полей проявляется многообразно и характер его определяется ча­стотой поля. Почти каждый человек в мире подвергается влиянию электромагнитных полей различной частоты в диапазоне от 0 до 300 ГГц. Электромагнитные поля являются факторами риска раз­вития сердечно-сосудистых, нервно-психических, онкологических и некоторых других заболеваний. Экспериментальные исследова­ния по определению воздействия электромагнитных полей промышленной частоты позволили выявить широкий спектр нарушений здоровья у животных. Более 20 лет тому назад было установлено их влияние на поведение, память, функции гемато-энцефалического барьера, условно-рефлекторную и иные виды деятельности животных. Их воздействие сказывалось на развитии эмбрионов животных, при этомфиксировалось учащение пороков развития. Исследовали также и канцерогенное действие полей.

Влияние электромагнитных полей промышленной частоты генерируемых вблизи линий электропередач, подстанций, трансформаторов, под контактной сетью железных дорог, на здоровье людей пока изучено недостаточно. Согласно некоторым существующим гипотезам они являются факторами риска развития злокачественных новообразованийболезней Альцгеймера и Паркинсона, нарушений памяти и других изменений, однако результаты эпидемиологических исследований неоднозначны.

В России эпидемиологические исследования поопенке влияния электромагнитных полей на здоровье населения единичны. Ретроспективный когортый метод, суть которого заключается длительном прослеживании а когортой лиц, проживающих вблизи I энергетических объектов, ! выявил статистически достоверного повышения стандартизованного относительного риска.

Пребывание в зоне влияния электромагнитных полей может вызвать определенные изменения состояния здоровья детей. В зависимости от времени пребывания в зоне излучения у них наблюдались отклонения в массе росте и окружности грудной клетки. Развитие костной систем вначале несколько задерживалось, а затем за счет ускорения процессов окостенения даже опережало соответствующие пронесет у детей контрольной группы. Сроки полового созревания оказались меньше, чем в контрольной группе, несколько понижении было и содержание гормона роста. Были выявлены тенденции угнетению кислотообразующей функции желудка, снижению функции коры надпочечников. По мнению М.В.Захарченко, В.1шкитиной и В.Лютого (1998) обнаруженные отклонения нельзя рассматривать только как проявление адаптивных реакций, они могут быть свидетельством достаточно глубоких изменений в организме под влиянием полей СВЧ.

Электромагнитные поля промышленной частоты могут оказы­вать определенное влияние развитие новообразований молочной железы, нейродегеративных болезней и нервно-психических расстройств.

Электромагнитные поля сотовой связи. В последние годы в России интенсивно развиваются системы сотовой телефонной радиосвязи, и более 1 млн. чел. пользуются ею. Электромагнитные поля, создаваемые средствами мобильной связи, представляютопределенную опасность для здоровья человека, так как источник излучения приближен к голове пользователя. При работе со­тового телефона головной мозг и периферические рецепторные юны вестибулярного и слухового анализаторов, а также сетчатка лаза подвергаются воздействию электромагнитных полей опре­деленной частоты и Модуляции при разлитом глубинном рас­пределении и величине поглощенной энергии с неопределенной периодичностью и общей длительностью воздействия. Количество поглощенной мозгом энергии при работе сотового телефона мо­жет колебаться в некотором диапазоне в зависимости от мощнос­ти аппаратуры, несущей частоты и других факторов. В различных странах мира с привлечением добровольцевпроводят исследова­ния по определению влияния электромагнитных полей сотовых телефонов на здоровье. Есть результаты, свидетельствующие о на­личии изменений биоэлектрической активности головного моз­га, некотором снижении познавательной деятельности (ухудше­ние памяти, концентрации внимания), нарушении зрения. Ста­тистически достоверные данные о развитии возможных отдален­ных последствий у пользователей сотовых телефонов в настоящее время отсутствуют. МАИР приступило к приведению многоцент­рового исследования по оценке возможного развития рака мозга и слюнной железы, а также лейкемии у пользователей сотового те­лефона в различных странах мира.

Российский национальной комитет по защите от неионизирующихизлучений придерживается предупредительной концепции, зак­лючающейся в ограничении телефонной связи. Детям до 16 лет не рекомендуется пользоваться мобильными телефонами. Беременные женщины и лица, страдающие эпилепсией неврастенией, психо­патией и психастенией, должны ограничивать продолжительность одного разговора до 3 мин.

Источниками электромагнитных полей являются:

1) линии электропередач;

2) радиостанции и радиоаппаратура;

3) радиолокационные станции;

4) средства электронно-вычислительной техники и отображения информации;

5) электропроводка (внутри зданий и сооружений), электроприборы;

6) электротранспорт;

7) мобильная связь (приборы, ретрансляторы).

Линии электропередач (ЛЭП)

Провода работающей линии электропередач создают в пространстве (на расстояниях порядка десятков метров от провода) электромагнитное поле промышленной частоты (50 Гц). При этом электрические поля и магнитные поля, создаваемые ЛЭП, оказывают неблагоприятное воздействие на население, проживающее в зоне, прилегающей к ЛЭП, и на персонал, обслуживающий ЛЭП.

Интенсивность электрических полей ЛЭП зависит от электрического напряжения. Например, под ЛЭП с напряжением 1 500 кВ напряженность у поверхности земли в хорошую погоду составляет от 12 до 25 кВ/м. При дожде и изморози напряженность ЭП может возрастать до 50 кВ/м.

Несмотря на то, что негативное влияние ЭП на человека проявляется при напряженностях выше 30…50 кВ/м, длительное систематическое пребывание человека в переменных электрических полях 50 Гц с напряженностями, превышающими 15 кВ/м, приводят к появлению ряда функциональных расстройств. Они субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца. Для хронического воздействия ЭМП промышленной частоты характерны нарушение ритма и замедление частоты сердечных сокращений. У персонала, работающего в ЭМП промышленной частоты, могут наблюдаться функциональные нарушения в ЦНС и сердечно-сосудистой системе, в составе крови.

Токи проводов ЛЭП создают также магнитные поля. Наибольших значений индукция магнитных полей достигает в середине пролета между опорами. В поперечном сечении ЛЭП индукции уменьшаются по мере удаления от проводов. Например, ЛЭП с напряжением 500 кВ при токе в фазе 1 кА создает на уровне земли индукции от 10 до
15 мкТл.

Радиостанции и радиоаппаратура

Различные радиоэлектронные средства создают ЭМП в широком диапазоне частот и с различной модуляцией. Наиболее распространенными источниками ЭМП, вносящими существенный вклад в формирование электромагнитного фона как производственной, так и окружающей среды, являются центры радиовещания и телевидения.

Различные частотные диапазоны теле- и радиовещания имеют свои особенности, для которых определены различные нормируемые показатели поля (таблица 4).

Таблица 4 – Нормируемые показатели поля для различных диапазонов теле- и радиовещания

Радиолокационные станции

Радиолокационные станции находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства, при космических и научных исследованиях, в гидрометеорологии, в военном деле. Они позволяют обеспечить управление воздушным, морским и наземным транспортом, а также противовоздушную безопасность страны.

Радиолокационные и радарные установки имеют обычно антенны рефлекторного типа и излучают узконаправленный радиолуч. Периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости излучения. Наблюдается также временная прерывистость излучения, обусловленная цикличностью работы радиолокатора на излучение. Они работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные специальные установки могут работать на частотах до 100 ГГц и более.

Основными источниками ЭМП в радиолокаторах являются передающие устройства и антенно-фидерный тракт. При этом воздействию ЭМП могут подвергаться как специалисты, занятые в производстве станций, и обслуживающий их персонал, так и контингент людей, находящийся в зоне действия электромагнитного импульса.

Наибольшую опасность для человека представляют антенны, работающие с отрицательными углами наклона зеркала или решетки, так как именно они создают наибольшие уровни плотности потока энергии. На антенных площадках значения плотности потока энергии составляют от 500 до 1500 мкВт/см 2 , в других местах технической территории – соответственно от 30 до 600 мкВт/см 2 . Причем радиус санитарно-защитной зоны для обзорного радиолокатора может достигать 4 км при отрицательном угле наклона зеркала.

Рассматривая вопросы экологической безопасности, следует обратить внимание на широкое распространение радаров для измерения скорости движения автотранспорта. В США, например, запрещено применение ручных скоростемеров для радиолокационного визирования цели, так как у многих людей, использовавших такие приборы, были диагностированы злокачественные кожные заболевания вокруг глаз.

Похожая информация.