Навігація
Головна
 
Головна arrow БЖД arrow Безпека життєдіяльності
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Електромагнітні впливу

При розгляді групи факторів, що мають у своїй основі електромагнітну природу, слід звернути увагу на їх повсюдну поширеність в сучасному світі.

Насамперед відзначимо зрідка зустрічається вплив на людину електричного статичного поля, що виникає в результаті ефекту електризації деяких видів матеріалів і приводить до формування слабких електричних розрядів при участі самої людини. Подібні розряди, хоча і не в змозі привести до якоїсь електротравми, можуть викликати різку інстинктивну реакцію людини, пов'язану з вилучання руки або відкиданням тіла назад, що, у свою чергу, може спровокувати серйозну механічну травму.

З фізіологічної точки зору впливу електростатичного нуля схильні нервова і серцево-судинна системи людини. З'являються дратівливість, головний біль, різкі зміни тиску.

При наявності високовольтних джерел постійного струму та освіті навколо них електростатичних полів гранично допустимий рівень напруженості (Е ха) встановлений спеціальними нормативами в 60 кВ / м при знаходженні людини в зоні їх дії не більше 1 ч. При меншій напруженості ж) електростатичного поля максимально допустимий час (tд), ч, знаходження в ньому людини без засобів спеціального захисту визначається наступним чином:

Розрахунки показують, що при напруженості електростатичного поля менше 20 кВ / м час перебування у ньому людини протягом робочого дня можна не регламентовані.

Серйозні негативні наслідки на здоров'я людини може вплинути постійного магнітного поля. Незважаючи на те, що життєдіяльність людей проходить в умовах природного магнітного поля Землі, напруженість якого становить близько 10 А / м, техносфера часто впливає на людину магнітними полями з напруженням, на кілька порядків перевищують цей природний магнітний фон.

Не викликаючи у людини суб'єктивних відчуттів негативного характеру при короткочасній дії, постійне магнітне поле великої напруженості може при тривалому впливі призвести до порушень його нервової, серцево-судинної, дихальної, травної систем.

При локальному впливі магнітного постійного поля великої напруги, наприклад, на руки людини, що працює з постійними магнітами або вмонтовує магнітні системи, розвиваються місцеві вегетативні та трофічні порушення шкірного покриву, які проявляються в роздратуванні, синюшности, набряклості або ороговілості шкіри рук.

Згідно з прийнятими нормативними документами максимально допустима напруженість постійного магнітного поля на виробництві має значення 8 кА / м, що майже в 1000 разів перевищує зазначений вище природний магнітний фон нашої планети. Однак реальний рівень магнітних полів у виробничих умовах може становити 30 кА / м при роботі з електролізерами в алюмінієвій промисловості, досягаючи 40 кА / м на робочих місцях при виготовленні постійних магнітів (особливо з використанням рідкоземельних елементів) і навіть рівня 80-200 кА / м при роботі з установками ядерного магнітного резонансу. Інакше кажучи, нормативно допустимий рівень напруженості постійного магнітного поля в реальності може бути перевищений у 4-25 разів.

Одним з можливих шляхів збереження здоров'я людини, вимушено знаходиться в зоні дії потужних джерел магнітного поля, є жорстке обмеження часу його перебування в подібних умовах 1,5-2 год за робочу зміну. Інший шлях полягає у використанні спеціальних замкнутих захисних екранів з магнитомягких матеріалів, що надійно захищають людей від дії магнітних силових ліній. Особливу увагу при роботі в магнітному полі слід приділяти захисту рук.

Існують спеціальні нормативні документи, що регламентують допустимий вплив окремо електричних змінних полів і окремо магнітних змінних полів промислової частоти 50 Гц. Однак найбільш складним є комплексний вплив на людину електромагнітного вивчення (ЕМВ) при спільному впливі періодично змінних електричної та магнітної складових.

Сама передача електричної енергії від місць її виробництва до місць споживання відбувається на великі відстані і при високій напрузі за допомогою високовольтних ліній електропередачі (ЛЕП), рівень напруги в яких досягає 1150 кВ при довжині повітряної лінії понад 1000 км (при меншій довжині лінії - 750 кВ ), а при підземній кабельної лінії - 500 кВ.

При нормальній роботі ліній електропередач негативні впливи можуть виходити від повітряних ЛЕП, високовольтні дроти яких є джерелами потужного електромагнітного випромінювання, що приводить до іонізації повітря і появи наведених електричних зарядів, шкідливих для людини. У зв'язку з цим повітряні ЛЕП прокладаються в спеціальних смугах відчуження, і будь-яка господарська діяльність, а тим більше організація будь-яких поселень в зоні їх дії категорично заборонені. Більш прийнятними, хоча і більш дорогими, є підземні кабельні ЛЕП.

Реальну небезпеку для людини може представляти обрив високовольтного проводу ЛЕП, особливо у разі його зіткнення з грунтом і виникнення на грунті радіального крокової напруги.

Загальні вимоги по забезпеченню безпеки з урахуванням виділених частотних діапазонів ЕМВ представлені в нормативних документах.

Відповідно до теорії будь-яке джерело електромагнітних випромінювань має три зони формування електромагнітних хвиль: ближню (зону індукції), проміжну (зону інтерференції) і далеку зону. У ближній зоні, де електромагнітна хвиля ще не сформована, електрична і магнітна напруженості поля діють на людину порізно, незалежно один від одного, що і дозволяє для довгохвильових промислових частот 50 або 400 Гц керуватися рекомендаціями роздільного розгляду електричного і магнітного полів. Радіус (R1) ближньої зони легко може бути визначений із співвідношення

де λ - довжина хвилі електромагнітного випромінювання.

Враховуючи, що довжина хвиль промислових частот електромагнітного поля обчислюється десятками кілометрів, радіус їх ближньої зони виявляється величезним. Навпаки, для джерел ЕМІ надвисоких частот (НВЧ) сантиметрового діапазону, де довжина електромагнітних хвиль знаходиться в межах 1 - 10 см, розміри ближньої зони нехтує малі.

Дальня зона поширення ЕМІ характеризується тим, що електромагнітні хвилі в ній вже повністю сформовані і на людину діє комплексна щільність енергії електромагнітного поля. Радіус (R 3) початку далекої зони визначається за формулою:

Таким чином, для СВЧ-випромінювань далека зона електромагнітного поля починається вже в межах 0,6 м від джерела, а для випромінювань міліметрового діапазону вкрай високих частот (КВЧ) - і того ближче.

У проміжній зоні, розташованій між R y і /? 3, на людину одночасно діють напруженості електричного і магнітного полів, а також щільність енергії формується електромагнітної хвилі.

Загальноприйнятим у нормативних документах є розподіл ЕМІ за наступними діапазонами частот:

  • • 30-300 кГц (λ = 104-103 м) - низькі частоти (НЧ);
  • • 300-3000 кГц (λ = 103-102 м) - середні частоти (СЧ);
  • • 3-30 МГц (λ = 100-10 м) - високі частоти (ВЧ);
  • • 30-300 МГц (λ = 10-1 м) - дуже високі частоти (ДВЧ);
  • • 300-3000 Мгц (λ = 1-0,1 м) - ультрависокі частоти (УВЧ);
  • • 3-30 Ггц (λ = 10-1 см) - надвисокі частоти (НВЧ);
  • • 30-300 Ггц (λ = 1-0,1 см) - вкрай високі частоти (КВЧ).

Кожен із зазначених діапазонів частот вважається начинающимся понад меншого значення і триває до більшого значення включно. Для зазначених у дужках діапазонів довжин хвиль - навпаки.

Найбільш високою біологічною активністю володіють електромагнітні впливу КВЧ і НВЧ діапазонів. Саме ЕМІ цих частот призводять до найбільш важким формам ураження організму людини.

В цілому негативний вплив ЕМВ на людину проявляється відразу по декількох напрямках. Насамперед основним фізіологічним ефектом такого впливу є різко нерівномірний нагрів тканин організму, причому тим більший, чим значніше водна складова цих тканин, а також прикордонних зон, які поділяють тканини різної щільності. Так, для тканин з високим вмістом води поглинаюча здатність енергії приблизно в 60 разів вище, ніж для тканин з низьким вмістом води. В результаті під дією ЕМВ в організмі людини виникають значні внутрішні перепади температур.

Особливо чутливі до такого підвищення температури кришталик і рогівка ока, мозок, нирки, шлунок, жовчний міхур, сечовий міхур, кишечник. Помутніння кришталика і катаракта, опіки рогівки ока взагалі є досить характерними для НВЧ і КВЧ діапазонів ЕМВ, що викликають вельми сильне нагрівання поверхневих тканин організму, включаючи шкірний покрив. При цьому високочастотні ЕМІ сильно впливають і на енергетичний рівень внутрішніх тканин, ведучи до їх деструкції.

У той же час енергія більш низькочастотних коливань електромагнітного поля, володіючи достатньою проникністю через тканини організму, в основному викликає теплової нагрів глибоко розташованих внутрішніх органів. Особливо яскраво поглинання енергії ЕМІ організмом проявляється на частоті близько 70 МГц, будучи свого роду "резонансним" її поглинанням. Особливо страждають при цьому органи зі слабко розвиненою судинною системою і порівняно малим кровообігом.

Якщо механізм терморегуляції людини не справляється з відведенням генерованого ЕМІ тепла, то настає загальний перегрів організму при критичному значенні 10 мВт / см2, яке вважається тепловим порогом і при перевищенні якого нормальний теплообмін вже неможливий.

Слід зазначити, що короткочасний вплив ЕМІ на людину, як правило, не призводить до яких-небудь незворотних наслідків у відношенні його здоров'я, і в крайньому випадку може знадобитися лише незначна реабілітація потерпілого. Інша справа, коли впливу ЕМІ носять постійний і довготривалий характер. Тоді дійсно можуть наступити патологічні зміни організму, пов'язані з пошкодженнями центральної нервової системи (ЦНС), порушеннями ендокринно-обмінних процесів, імунної системи, змінами мозкової діяльності, серцево-судинної системи, складу крові, випаданням волосся, наднормативним зниженням ваги та іншими хворобливими явищами.

Оцінку допустимого впливу ЕМІ на людину здійснюють за допомогою двох основних методів:

  • - За значеннями інтенсивності ЕМВ;
  • - З енергетичної навантаженні (енергетичної експозиції) ЕМІ, яка заснована на інтенсивності і часу дії цих впливів.

У першому випадку інтенсивність ЕМІ для діапазону частот від 30 кГц до 300 МГц оцінюється значеннями електричної напруженості (Е), В / м, і магнітної напруженості (Нм), А / м, електромагнітного поля, а для діапазону частот від 300 МГц до 300 ГГц - величиною щільності потоку енергії (U ем), Вт / м2.

В основу чинного нормування покладено принцип дозування шкідливого впливу ЕМІ з урахуванням енергетичного навантаження останнього на організм людини. Енергетінеская навантаження (ее), В / м2-год, створювана електричної напруженістю (Ее) протягом певного часу (t) її дії, розраховується за такою формулою:

(4.4)

Для визначення енергетичного навантаження (Ен), (А / м) 2 • год, створюваної магнітної напруженістю (Hм) електромагнітного поля протягом часу (t) її дії, використовується аналогічна формула

(4.5)

Зазначені взаємозалежні параметри мають різні гранично допустимі значення для різних діапазонів частот. Так, для діапазону від 30 кГц до 3 МГц-Е ЕПД = 500 (В / м), Такі довідкові дані є і для інших частот.

Виходячи із зазначених гранично допустимих нормативних значень визначається чи потенційна інтенсивність електричної та магнітної складової ЕМІ на робочих місцях протягом стандартного робочого дня, або максимальна тривалість часу перебування людини на робочому місці при фіксованій інтенсивності впливу ЕМІ.

У діапазоні частот від 300 МГц до 300 ГГц інтенсивність ЕМІ зазвичай характеризується щільністю потоку енергії (Uем) електромагнітного поля, яка визначається за формулою:

(4.6)

де Е U пд - гранично допустима енергетична навантаження від дії щільності потоку енергії ЕМІ, довідково рівна 200 мкВт / см2 • год (або 2 Вт / м2 • год); t - час впливу ЕМІ на людину; до - коефіцієнт ослаблення дії ЕМІ на людину , рівний 1 для випромінювачів безперервної дії і 10 для кругових або скануючих випромінювачів.

Для фіксованого значення часу стандартного робочого дня можна визначити гранично допустиме значення щільності потоку енергії UЕМПД. Або, знаючи реальну величину параметра U ем і використовуючи в якості основи формулу (4.6), слід обчислити максимально можливий час перебування людини на робочому місці при впливі ЕМВ.

Серед джерел електромагнітних впливів з практичної точки зору значущими для сучасної людини є щонайменше три види поширених побутових електроприладів: мікрохвильова піч, стільниковий телефон і комп'ютер. Строго кажучи, кожен з цих джерел ЕМІ є безпечним при нормальному використанні вже хоча б тому, що пройшов відповідну сертифікацію якості, тобто адаптований до чинним в нашій країні стандартам і нормативам, у тому числі і спеціально розробленим. Однак слід звернути увагу на деякі особливості їх характеристик і експлуатації.

До теперішнього часу тільки в нашій країні налічується до 30 млн користувачів мобільного стільникового зв'язку. З'явившись в середині 1980-х рр., Стільниковий телефонний радіозв'язок швидко завоювала загальну популярність і визнання. У 1996 р Міжнародною комісією з захисту від неіонізуючого випромінювання (ICNIRP) за сприяння Всесвітньої організації охорони здоров'я (WHO) визначені граничні рівні радіочастотних впливів від стільникових телефонів і констатовано, що проведеними дослідженнями не виявлено шкідливого впливу цих впливів на здоров'я людини. В якості нормативної бази розробниками стільникових систем використовуються діючі міжнародні стандарти.

Приймальнопередавальне радіопристрій стільникового телефону в працюючому стані пов'язано з мережею базових станцій, розташованих один від одного на відстані 1 - 15 км та які мають найбільш часто використовувану потужність передавачів близько 40 Вт (максимальні значення не перевищують 320 Вт). При цьому найбільша напруженість ЕМВ таких станцій становить для електричного поля 38 В / м, а для магнітного поля - 0,1 А / м. Стандартні частоти стільникового зв'язку для забезпечення її кращої якості поступово зростають і останнім часом досягли вже 1800 МГц (1,8 ГГц), помітно наблизившись до нижньої межі частотного діапазону СВЧ (3 ГГц), хоча ще і не вторглися в нього.

Потужність радіопередавача стільникового телефону зазвичай знаходиться в межах 0,2-7 Вт і зменшується як з ростом використовуваної робочої частоти зв'язку, так і в міру розширення мережі базових станцій, тобто зі зменшенням середньої відстані між користувачем і найближчою до нього базовою станцією стільникового зв'язку. Найбільш неприємним і потенційно небезпечним фактором стільникового зв'язку залишається безпосередня близькість працюючого радіопередавального устрою стільникового телефону до головного мозку людини. Незважаючи на малу потужність випромінювання такого радіопередавача, генерована ним напруженість поля може призвести до збою близько розташованої точної апаратури або кардіостимулятора.

Враховуючи швидке убування напруженості ЕМІ у міру збільшення відстані від стільникового телефону, останнім часом з'явилися системи стільникового зв'язку з використанням малогабаритних навушників і видаленням самого радіопередавального устрою від голови користувача. Інший шлях підвищення безпеки людини - це всебічне скорочення часу використання стільникового зв'язку без гострої необхідності.

Мікрохвильові кухонні печі, використовувані в побуті, працюють зазвичай на частоті 2450 МГц (2,45 ГГц), яка так само, як і телефони стільникового зв'язку, не входить в частотний діапазон СВЧ, хоча і наближається до нього вже зовсім впритул. Особливістю мікрохвильових печей є те, що саме електромагнітне поле є для них внутрішнім "робочим інструментом" і не призначене для зовнішнього використання. У зв'язку з цим існуюча ізоляція корпусу такої печі цілком достатня для забезпечення безпеки користувача від дії ЕМВ при правильній її експлуатації. Щільність потоку енергії сформованого електромагнітного поля, як правило, не перевищує 10 Вт / м2 на відстані 5 см від корпусу мікрохвильовій печі, так що можна підрахувати, що допустимий час безпечного перебування користувача в такій безпосередній близькості від працюючої електромагнітної системи становить не більше 12 хв в день. Але цей час обмежує саме самий безпосередній контакт людини з працюючої мікрохвильової піччю.

Аналізуючи сучасні комп'ютерні системи з погляду їхньої безпеки для користувача, слід констатувати, що завдяки впровадженню рідкокристалічних дисплеїв шкідливий вплив колишніх моніторів з електронно-променевими трубками, які й були перш основним джерелом ЕМВ в комп'ютерах, зведено до мінімуму. Але навіть поширені раніше електронно-променеві монітори формували навколо себе електромагнітне поле, яке на робочому місці оператора мало як по щільності потоку енергії, так і по електричної, магнітної напруженості, значення, набагато менші, ніж гранично допустимі норми.

Наприклад, в частотному діапазоні 0,02-2 кГц для електронно-променевого монітора на відстані 0,6 м від його екрану електрична напруженість усереднено має значення 150 В / м, а магнітна напруженість - 0,55 А / м. При цьому гранично допустимі енергетичні навантаження, створювані цими видами напруженості, рівні відповідно 20 000 (В / м) 2 • год і 200 (А / м) 2 • ч. Нескладно підрахувати, що допустимий час безперервної роботи оператора за критерієм безпеки електричної та магнітної напруженості моніторів набагато перевищує тривалість нормального робочого дня.

Інша справа, що, починаючи з 2003 р, фірма "Intel", прагнучи досягти швидкодії комп'ютерів, почала випуск процесорів з тактовою частотою, яка вже досягла небезпечного рівня в 3066 МГц (3,066 ГГц), увійшовши в діапазон СВЧ з усіма негативними наслідками для здоров'я людини. Враховуючи тривалий, багатогодинний характер роботи операторів комп'ютерних систем, цей факт здається більш ніж настораживающим і вимагає ретельної перевірки рівнів щільності потоку енергії навколо таких швидкодіючих процесорів.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук