Електромагнітні поля та випромінювання (неіонізуючі випромінювання). Неіонізуючі поля та випромінювання Неіонізуючі електромагнітні поля

До неіонізуючих електромагнітних випромінювань та полів прийнято відносити електромагнітні випромінювання оптичного та радіочастотного діапазону, а також – умовно-статичні електричні та постійні магнітні поля.

Електромагнітні випромінювання (ЕМІ) поширюються як електромагнітних хвиль, характеризуючих: довжиною хвилі – λ(м), частотою коливань (Гц) і швидкістю поширення V (м/с). У вільному просторі швидкість поширення ЕМІ дорівнює швидкості світла – С = 3 х 10 8 м/с. Названі параметри пов'язані між собою співвідношенням

До цієї групи чинників на організм відносять:

· Неіонізуючі електромагнітні випромінювання та поля природного походження;

· Статичні електричні поля;

· Постійні магнітні поля;

· Електромагнітні випромінювання та поля промислової частоти та радіочастотного діапазону;

· Лазерне випромінювання.

Вплив на людину в умовах виробництва надають поля та випромінювання, названі в останніх чотирьох позиціях.

Неіонізуючі випромінювання та поля природного походження стали вивчатися порівняно недавно, і в останні десятиліття була переконливо доведена важлива їхня роль у становленні життя на Землі, її подальшому розвитку та регуляції. У діапазоні природних електромагнітних полів умовно можна виділити кілька складових - постійне магнітне поле Землі, або геомагнітне поле (ГМП), електростатичне поле та змінні електромагнітні поля діапазону частот від 10 -3 до 10 12 Гц.

Природні електромагнітні поля, зокрема ГМП, можуть на організм неоднозначний вплив. З одного боку, геомагнітні обурення розглядаються як екологічний фактор ризику - надають десинхронізуючий вплив на біологічні ритми, модуляції функціонального стану мозку, сприяють зростанню числа клінічно тяжких медичних патологій (інфарктів міокарда, інсультів, дорожньо-транспортних пригод та аварій), у тому числі З іншого боку, встановлено зв'язок неперіодичних варіацій ГМП із циркадними, інфрадними та циркосептадними біологічними ритмами та взаємовідносинами між ними.

Несприятливий вплив на організм можуть не тільки магнітні бурі, але й фактор тривалого перебування людини в умовах ослаблених ЕМП, у тому числі на ряді виробництв, де має місце робота в екранованих приміщеннях та спорудах. Працюючі в таких умовах часто пред'являють скарги на погіршення самопочуття та стану здоров'я, що стало основою виникнення нового напряму гігієни – вивчення дії гіпогеомагнітного поля. Знижений рівень геомагнітного поля може спостерігатися не тільки в екранованих спорудах, а й у підземних спорудах метрополітену (у 2-5 разів), у будинках, виконаних із залізобетонних конструкцій (у 1,3-2,3 рази), у кабінах швидкісних ліфтів ( у 15-19 разів), у салонах легкових автомобілів (у 1,5-3 рази) тощо.

Встановлено вплив гіпогеомагнітних полів на ЦНС (дисбаланс основних нервових процесів, дистонію мозкових судин, подовження часу реакцій), вегетативну нервову систему (лабільність пульсу, артеріального тиску, нейроциркуляторну дистонію гіпертензивного типу, порушення процесу реполяризації міокарда), імунну систему(Зниження загальної кількості Т-лімфоцитів, концентрації IgG та IgA, збільшення концентрації IgE).

6.1. Статичні електричні поля(СЕП). Є поля нерухомих електричних зарядів, або стаціонарні електричні поля постійного струму. Вони досить широко використовуються для електрогазоочищення, електростатичної сепарації руд та матеріалів, електростатичного нанесення фарб та полімерних матеріалів. Існує також цілий ряд виробництв і технологічних процесів з виготовлення, обробки та транспортування діелектричних матеріалів, при яких відзначається утворення електростатичних зарядів і полів, викликаних електризацією продукту, що переробляється (текстильна, деревообробна, целюлозно-паперова, хімічна промисловість та ін.).

Основними фізичними параметрами СЕП є напруженість поля та потенціал окремих точок. СЕП визначається ставленням сили, що діє на точковий заряд, до величини заряду та вимірюється у вольтах на метр (В/м). Енергетичні характеристики СЕП визначаються потенціалами точок поля.

Порушення, що виявляються у працюючих в умовах впливу СЕП, носять як правило функціональний характер і укладаються в рамки астеноневротичного синдрому і вегетосудинної дистонії. Об'єктивно виявляються нерезко виражені функціональні зрушення, які мають будь-яких специфічних проявів. Гранично допустима величина напруженості СЕП на робочих місцях встановлюється залежно від часу дії протягом робочого дня. Гранично допустима напруженість електростатичного поля (Еngy) на робочих місцях не повинна перевищувати при дії до 1 години 60 кВ/м, а при більш тривалій роботі визначається за формулою

де, t-час у годинах від 1 до 9.

6.2. Постійні магнітні поля. Джерелами постійних магнітних полів (ПМП) на робочих місцях є постійні магніти, електромагніти, сильноточні системи постійного струму (лінії передачі постійного струму, електромагнітні ванни та ін.).

Постійні магніти та електромагніти широко використовуються в приладобудуванні, в магнітних шайбах підйомних кранів, в магнітних сепараторах, в пристроях для магнітної обробки води, в магнітогідродинамічних генераторах (МГД), установках ядерного магнітного резонансу (ЯМР) та електронно-парамагнітного резону фізіотерапевтичної практики.

Основними фізичними параметрами, що характеризують ПМП, є напруженість поля (Н), магнітний потік (Ф) та магнітна індукція (В). У системі СІ одиницею виміру напруженості магнітного поля є ампер на метр (А/м) магнітного потоку – Вебер (Вб), щільність магнітного потоку (магнітної індукції) – тесла (Тл).

Рівні МПМ до 2 Тл не мають істотного впливу на організм. Водночас виявлено зміни у стані здоров'я осіб, які працюють із джерелами ПМП. Найчастіше ці зміни проявляються у вигляді вегетодистоній, астеновегетативного та периферичного вазовегетативного синдромів або їх поєднання. З боку крові можлива тенденція до зниження кількості еритроцитів та вмісту гемоглобіну, помірний лімфо- та лейкоцитоз.

Напруженість ПМП на робочих місцях не повинна перевищувати 8 кА/м (10 мТл). Допустимі рівні ПМП, рекомендовані Міжнародним комітетом з неіонізуючих випромінювань (1991 р), диференційовані за контингентом, місцем впливу та часом роботи. Для професіоналів 0,2 Тл - при дії повний робочий день (8 годин); 2 Тл – при короткочасному впливі на тіло; 5 Тл - при короткочасному впливі на руки. Для населення рівень безперервної дії ПМП не повинен перевищувати 0,01 Тл.

6.3. Електромагнітні випромінювання промислової частоти та радіочастотного діапазону. До електромагнітних випромінювань (ЕМП) радіочастотного діапазону відносяться ЕМП з частотою від 3 до 3*10 12 Гц (відповідно з довжиною хвилі від 100 000 км до 0,1 мм). Відповідно до міжнародного регламенту виділяється 12 частотних піддіапазонів залежно від довжини хвилі та частоти.

Розрізняють два типи електромагнітних коливань, що найчастіше зустрічаються - гармонійні і модульовані.

При гармонійних коливаннях електрична (Е) та магнітна (Н) складові змінюються згідно із законом синуса або косинуса. При модульованих коливаннях амплітуда та частота змінюються за певним законом.

Джерела ЕМІ радіочастотного діапазону широко використовуються в різних галузях народного господарства: для передачі інформації на відстані (радіомовлення, радіотелефонний зв'язок, телебачення, радіолокація та ін.). У промисловості ЕМІ радіохвильового діапазону використовуються для індукційного та діелектричного нагріву матеріалів. У наукових дослідженнях ЕМІ використовуються в радіоспектроскопії, радіоастрономії, в медицині - при фізіотерапії, а також у практиці хірургів і онкологів. Поблизу повітряних ліній електропередач, трансформаторних підстанцій, електроприладів, у тому числі побутових, ЕМІ виникають як побічний фактор, що не використовується. Основними джерелами утворення електромагнітних полів радіочастот у навколишньому середовищі служать антенні системи радіо- та телерадіостанцій, радіолокаційних станцій, а також систем мобільного радіозв'язку та повітряні лінії електропередач.

Організм людини дуже чутливий до впливу ЕМП радіочастот. До критичних органів та систем належать ЦНС, очі, гонади, а на думку деяких авторів – і кровотворна система. Біологічна дія цих випромінювань залежить від довжини хвилі (або частоти випромінювання), режиму генерації (безперервний, імпульсний) та умов впливу на організм (постійне, уривчасте, загальне, місцеве), інтенсивності та тривалості впливу.

Біологічна активність зменшується зі збільшенням довжини хвилі (або зниження частоти випромінювання). Найбільш активними є санти-, дециметрові діапазони радіохвиль. Поразки, викликані ЕМІ РЧ, можуть бути гострими або хронічними. Гострі виникають при дії значних теплових інтенсивностей випромінювання. Вони трапляються вкрай рідко – при аваріях або грубих порушеннях техніки безпеки на станціях радіолокації. Найбільш характерними є професійні хронічні поразки, які виявляються зазвичай після кількох років роботи з джерелами ЕМІ мікрохвильового діапазону. У клінічній картині виділяють три провідні синдроми: астенічний (головний біль, підвищена стомлюваність, дратівливість, періодично виникаючі болі в області серця), астеновегетативний (гіпотонія, брадикардія, нейроциркуляторна дистонія гіпертонічного типу) і гіпоталамічний (приступи пароксизмальної миготливої раннього атеросклерозу, ішемічної хвороби серця, гіпертонічної хвороби).

У нормативних документах нормується енергетична експозиція (ЕЕ) для електричного (Е) та магнітного (Н) полів, а також густина потоку енергії (ППЕ) за робочий день.

До апаратів, що працюють в області радіочастотного діапазону, відносяться і відеодисплеї терміналів персональних комп'ютерів. Якщо в умовах виробництва можна обмежувати час роботи з відеотерміналами, то в домашніх умовах час використання персональних комп'ютерів взагалі не контролюється. ЕМП персональних комп'ютерів можуть чинити на організм людини несприятливу дію. Відомо, що змінне магнітне поле викликає відчутні фізіологічні реакції та може призводити до порушень діяльності імунної, нервової та серцево-судинної систем організму. Це випромінювання впливає на біологічні процеси в організмі людини, змінюючи електролітний склад рідин організму та потребу організму в ряді мінеральних речовин. Відбувається перекіс у мінеральному обміні. Це або безпосереднім впливом ЕМП персональних комп'ютерів на іонні канали клітинних мембран, або активацією надниркових залоз, гормони яких впливають на мінеральний обмін. Є відомості, що при роботі з дисплеями протягом 2-6 і більше годин на день підвищується ризик захворювання на екзему через наявність електростатичного і можливо електромагнітного полів, які є причиною підвищення в повітрі робочої зони позитивних аероїнів.

Різні сигнали, що походять від моніторів, можуть бути причиною поганого самопочуття через підвищення судомної готовності організму, особливо у дітей. При тривалій роботі комп'ютері можуть спостерігатися психологічні розлади, дратівливість, порушення сну. Відзначається зниження працездатності та зрушення у функціональному стані організму, такі, як порушення розрізнення кольору, головний біль, виникнення негативного емоційного стану (частіше депресія). При цьому знижується швидкість сприйняття та переробки інформації, погіршується концентрація уваги, збільшується коефіцієнт стомлюваності.

Для відеодисплейних терміналів персональних комп'ютерів (відеодисплейних терміналів, ВДТ) встановлено конкретні ПДУ ЕМІ.

6.4. ЕМП промислової частоти (ЕМП ПЛ). В останні роки ЕМП частотою 50 Гц виділено в самостійний діапазон. Основними джерелами їх є різні видивиробничого та побутового електрообладнання змінного струму, а також підстанції та повітряні лінії електропередачі надвисокої напруги (СВН). Гігієнічна оцінкаЕПМ ПЛ здійснюється окремо по електричному та магнітному полям (ЕП та МП ПЧ).

У робітників, що піддаються виробничому впливу ЕМП ПЛ, відзначені зміни стану здоров'я у вигляді скарг, що говорять в основному про зміни в неврологічному статусі організму (головний біль, підвищена дратівливість, стомлюваність, млявість, сонливість), а також порушення діяльності серцево-судинної системи ( тахікардія та брадикардія, артеріальна гіпертензія або гіпотонія, лабільність пульсу, гіпргідроз) та шлунково-кишкового тракту. Можливі зміни складу периферичної крові – помірна тромбоцитопенія, нейтрофільний лейкоцитоз, моноцитоз, тенденція до ретикулопенії.

ПДУ ЕП ПЧ встановлюються 5 кВ/м для повного робочого дня, а максимальний ПДУ для дії не більше 10 хвилин становить 25 кВ/м. в інтервалі інтенсивностей 5-20 Кв/м допустимий час перебування визначається за формулою

де Т - допустимий час перебування в ЕП у годинах;

Е – напруженість впливу ЕП у контрольованій зоні кВ/м.

Гранично допустимі рівні МП встановлюються залежно від часу перебування персоналу для умов загального (на тіло) і локального (на кінцівки) впливу за напруженістю поля (Н) або магнітної індукції (В).

6.5. Лазерне випромінювання. Лазери застосовуються у промисловості, медицині, військовій та космічній областях і навіть у шоу-бізнесі.

Дія лазерного випромінювання на людину дуже складна. Воно залежить від параметрів лазерного випромінювання (ЛІ) - від довжини хвилі, потужності (енергії) випромінювання, тривалості впливу, частоти проходження імпульсів, розмірів опромінюваної області («розмірний ефект») і анатомо-фізіологічних особливостей опромінюваної тканини (очі, шкіра). Енергія лазерного випромінювання, що поглинається тканинами, перетворюється на інші види енергії (теплову, механічну, енергію фотохімічних процесів), що може викликати ряд ефектів впливу: тепловий, ударний, світлового тиску.

Найбільшу небезпеку лазерне випромінювання є органом зору. Сітківка ока може бути уражена лазерами видимого (0,38-0,7 мкм) та ближнього інфрачервоного (0,75-1,4 мкм) діапазонів. Лазерне ультрафіолетове (0,18-,38 мкм) та дальнє інфрачервоне (більше 1,4 мкм) випромінювання не досягають сітківки, але можуть пошкодити рогівку, райдужну оболонку та кришталик. Оскільки лазерне випромінювання фокусується заломлюючою системою ока, то, фокусуючись на сітківці, щільність потужності на сітківці може бути в 1000-10000 разів вище, ніж на рогівці. Короткі імпульси (0,1-10 -14 с), що генеруються лазерами, можуть викликати ураження очей швидше, ніж спрацює захист (миготливий рефлекс – 0,1 сек).

Шкіра є критичним органом при дії лазерного випромінювання. Ефект лазерного випромінювання на шкіру залежить від довжини хвилі та рівня пігментації шкіри. Від пігментованої шкіри промені гірше відбиваються, а лазерне випромінювання в дальній інфрачервоній області сильно поглинаються водою, що становить до 80% тканин шкіри, що спричиняє небезпеку опіків.

Хронічне вплив низькоенергетичного розсіяного випромінювання (на рівні ПДУ і нижче) може призводити в осіб, які обслуговують лазери, до невротичних станів, серцево-судинних розладів тощо.

В основу встановлення ПДУ лазерних випромінювань покладено принцип визначення мінімальних (порогових) ушкоджень в опромінених тканинах (сітківка, рогівка ока, шкіра). Нормованими параметрами є енергетична експозиція Н (Дж х м 2) та опроміненість Е (Вт/м 2), а також енергія W (Дж) та потужність Р (Вт).

Широкий діапазон хвиль, різноманітність параметрів лазерного випромінювання і біологічних ефектів, що викликаються, ускладнює обґрунтування гігієнічних нормативів. Тому нормування ведеться на основі математичного моделювання з урахуванням характеру розподілу енергії та абсорбційних характеристик тканин, що опромінюються.

До неіонізуючих випромінювань відносять частину спектра електромагнітних коливань та лазерні випромінювання. Виникнення даного фактора довкілля пов'язане з розвитком радіоелектроніки, електроенергетики, лазерної техніки.

2.5.1. Електромагнітні випромінювання

Неіонізуючими називають електромагнітні коливання (ЕМК), енергія квантів яких недостатня для іонізації молекул і атомів речовини. Значну частинуспектра неіонізуючих випромінювань складають випромінювання радіохвильового діапазону, меншу частину - випромінювання оптичного діапазону.

Електромагнітні випромінювання виникають при використанні електромагнітної енергії: радіозв'язку, телебачення, радіолокації, радіолінійного, космічного зв'язку, радіонавігації. Електромагнітна енергія знайшла широке застосування у різних галузях промисловості. У металургії та машинобудуванні – для плавки, нагріву, зварювання, напилення металів; у текстильній та легкій промисловості – для сушіння шкіри, текстилю, паперу, діелектричної обробки матеріалів, нагріву, зварювання та полімеризації пластмас, у харчовій промисловості – для термообробки різних харчових продуктів. Широко використовується електромагнітна енергія в сучасній обчислювальній техніці, в медицині з лікувальною та діагностичною метою.

Основними параметрами електромагнітних коливань є довжина хвилі l, частота fта швидкість поширення хвилі V. У вакуумі швидкість поширення електромагнітних хвиль дорівнює швидкості світла, а середах вона визначається

де e- діелектрична проникність середовища; m- Магнітна проникність середовища.

Область поширення електромагнітних хвиль поділяється на три зони: ближню (зону індукції), проміжну (зону інтерференції) та дальню (хвильову зону). Ближня зона простягається на відстань, що дорівнює приблизно 1/6 довжини хвилі (), де r- радіус сфери, центром якої є джерело, l- довжина хвилі. Далека зона починається з відстаней, рівних 6-7 довжин хвиль. Між цими двома зонами розташована проміжна зона.

Для оцінки інтенсивності електромагнітних полів у цих зонах використовуються різні параметри. У зоні індукції, де ще не сформовано електромагнітне поле і вимірювана електромагнітна енергія є певним запасом реактивної потужності, інтенсивність випромінювань оцінюється по електричній ( Е) та магнітної ( Н) складовим. Одиниця виміру напруженості електричного поля – В/м, а магнітного поля – А/м.

Зона інтерференції характеризується наявністю як поля індукції, так і поля електромагнітної хвилі, що поширюється. Енергетичним показником цієї зони, як і ближньої, є об'ємна щільність енергії, що дорівнює сумі щільностей електричного та магнітного полів.

Хвильова зона характеризується наявністю сформованого електромагнітного поля, що розповсюджується у вигляді хвилі, що біжить. У цій зоні інтенсивність поля оцінюється величиною густини потоку енергії (ППЕ), тобто. кількістю енергії, що падає на одиницю поверхні. Щільність потоку енергії у хвильовій зоні пов'язана з напруженістю електричного та магнітного полів співвідношенням Р=Е Н. Одиниця виміру ППЕ – Вт/м 2 .

Вплив електромагнітних випромінювань на організм людини.Біологічний ефект електромагнітних випромінювань визначається:

Щільністю потоку енергії;

частотою випромінювання;

тривалістю опромінення;

Режимом опромінення (постійний, уривчастий, імпульсний);

Розміром опромінюваної поверхні;

Наявністю інших шкідливих та небезпечних факторів довкілля;

Індивідуальні особливості організму.

З погляду взаємодії електромагнітних полів з біологічним об'єктом, весь спектр частот електромагнітних випромінювань розбивається на 5 діапазонів. До першого діапазону віднесені електромагнітні коливання з частотою від одиниць до кількох тисяч герц, до другого – від кількох тисяч герц до 30 МГц, до третього – від 30 МГц до 10 ГГц, до четвертого – від 10 ГГц до 200 ГГц, до п'ятого – від 200 ГГц до 3000 ГГц.

Для першого діапазону характерно те, що тіло людини при взаємодії його з низькочастотним електромагнітним полем може розглядатися як хороший провідник, тому глибина проникнення силових ліній поля виявляється незначною. Усередині тіла поле практично відсутнє.

Для другого діапазону частот характерний швидкий ріствеличини поглинання енергії із збільшенням частоти. Збільшення поглиненої енергії приблизно пропорційне квадрату частоти.

Особливістю третього діапазону і те, що у певних частотах має місце ряд максимумів поглинання тілом енергії зовнішнього поля. Найбільше поглинання електромагнітної енергії людиною спостерігається на частоті близької до 70 МГц. На більш високих та нижчих частотах величина поглиненої енергії значно менша. При цьому на менших частотах енергія розподіляється рівномірно, а на більших у різних структурах тіла виникають області максимуму (так званих гарячих плям).

Для четвертого діапазону характерне швидке згасання енергії електромагнітного поля за її проникненні всередину тканини. Майже вся енергія поглинається в поверхневих шарах біоструктур.

Електромагнітні коливання п'ятого діапазону поглинаються поверхневими шарами шкіри.

При постійному впливі електромагнітних полів низьких частот з'являються головний біль, млявість, сонливість, дратівливість, біль у серці, і навіть функціональні порушення центральної нервової і серцево-судинної систем.

Механізм біологічної діїелектромагнітні поля пов'язані з їх тепловим ефектом, що є наслідком поглинання енергії електромагнітного поля. Теплова дія особливо шкідлива для тканин із слаборозвиненою судинної системоюабо недостатнім кровообігом (очі, мозок, нирки, шлунок, жовчний та сечовий міхури).

Одним із специфічних уражень, що викликаються впливом електромагнітних випромінювань, є розвиток катаракти, що виникає в результаті нагрівання кришталика ока до температур, що перевищують допустимі фізіологічні межі. Крім катаракти, за впливу електромагнітних випромінювань високих частот (близько 35 ГГц) можуть виникати кератити - запалення рогівки очей.

Вплив електромагнітних випромінювань піддаються значною мірою оператори при роботі на дисплеях. Встановлено, що випромінювання? створювані вихідним трансформатором малої розгортки, можуть досягати 500 мВт/см, що відповідає 1300 в/м. На відстані 25 см від екрану електричне поле на частоті вище 203 кгц досягає 80 В/м.

Гігієнічне нормування електромагнітних випромінювань. Нормативними документами, що регламентують вплив електромагнітних випромінювань, є:

ГОСТ 12.1.006-84 "Електромагнітні поля радіочастот. Допустимі рівні на робочих місцях та вимоги до проведення контролю";

Санітарні норми та правила захисту населення від впливу електричного поля, створюваного повітряними лініями електропередачі змінного струму промислової частоти" N 2971-34;

Санітарні правила та норми СанПіН 2.2.4/2 1.8.055-96 "Електромагнітні випромінювання радіочастотного діапазону (ЕМІ РЧ).

ГОСТ 12.1.006-84 встановлює ПДК електромагнітних випромінювань на робочих місцях з урахуванням діапазонів частот.

В діапазоні частот 60 кГц-300 МГц інтенсивність електромагнітного поля характеризується напругою електричного ( Е) та магнітного ( Н) полів.

Гранично допустимі значення Еі Ну цьому діапазоні визначають за допустимим енергетичним навантаженням та часом впливу. Енергетичне навантаження дорівнює добутку квадрата напруженості поля на час його дії. Енергетичне навантаження, яке створюється електричним полем, дорівнює ЕН Е= = Е 2 Т, (В/м 2), магнітним - ЕН н = Н 2. Т, (А/м2) год.

Розрахунок гранично допустимих значень Еі Ну діапазоні частот 60 кГц - 300 МГц виробляють за формулами

де Е пді Н пд- гранично допустимі значення напруженості електричного, (В/м) та магнітного (А/м) полів; Т- час дії, год; і - гранично допустимі значення енергетичного навантаження протягом робочого дня (В/м) 2 /год та (А/м) 2 /год.

Максимальні значення , , представлені у табл.2.4.

Таблиця 2.4

Одночасний вплив електричного та магнітного полів у діапазоні частот від 0,06 до 3 МГц вважається допустимим за дотримання наступної умови:

де ЕН Еі ЕН Н- енергетичні навантаження, що характеризують вплив електричного та магнітного полів.

У діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц інтенсивність електромагнітного поля характеризується поверхневою щільністю потоку енергії (ППЕ), енергетичне навантаження при цьому дорівнює:

ЕН ППЕ = ППЕ. Т

Гранично допустимі значення ППЕ електромагнітних полів у діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц визначають за такою формулою:

де ППЕ ПД- гранично допустиме значення густини потоку енергії, Вт/м (мВт/см, мкВТ/см); - гранично-допустима величина енергетичного навантаження, що дорівнює 2Вт год/м (200 мкВт год/м); До- коефіцієнт ослаблення біологічної ефективності, рівний: I - для всіх випадків опромінення, виключаючи опромінення від обертових та скануючих антен; 10 - для випадків опромінення від обертових та скануючих антен; Т- час перебування у зоні опромінення за робочу змінуч.

Санітарні правила і норми СанПіН 2.2.4/2.1.8.055-96 встановлюють ПДУ на людей електромагнітних випромінювань в діапазоні частот 30 кГц - 300 ГГц, вимоги до джерел ЕМІ РЧ, до розміщення цих джерел, заходи захисту працюючих від впливу ЕМІ РЧ.

Відповідно до названих правил і норм оцінка впливу ЕМІ РЧ на людей здійснюється за такими параметрами:

По енергетичній експозиції, яка визначається інтенсивністю ЕМІ РЧ та часу його впливу на людину;

За значеннями інтенсивності ЕМІ РЧ.

Оцінка енергетичної експозиції (ЕЕ) застосовується для осіб, робота або навчання яких пов'язані з необхідністю перебування в зонах впливу джерел ЕМІ РЛ за умови проходження цими особами медичних оглядів у встановленому порядку. Оцінка ж за значеннями інтенсивності ЕМІ РЛ застосовується для осіб, робота або навчання яких не пов'язані з необхідністю перебування в зонах впливу джерел ЕМІ РЛ, для осіб, які не досягли 18 років, для вагітних жінок, для осіб, які перебувають на території житлової забудови.

У діапазоні частот 30 кГц – 300 МГц інтенсивність ЕМІ РЧ оцінюється значеннями напруженості електричного поля Е(В/м) та напруженості магнітного поля Н(А/м). У діапазоні частот 300 МГц – 300 ГГц інтенсивність ЕМІ РЧ оцінюється за щільністю потоку енергії ППЕ(Вт/м 2; мкВт/см 2).

Енергетична експозиція, створювана електричним полем, дорівнює ЕЕ Е = = Е 2 Т(В/м 2) год, а створювана магнітним полем дорівнює ЕЕ Н = Н 2 Т(А/м2) год.

Гранично допустимі значення інтенсивності ЕМІ РЧ ( Е ПДУ, Н ПДУ, ППЕ ПДУ) залежно від часу впливу протягом робочого дня та допустимий час впливу залежно від інтенсивності ЕМІ РЧ визначаються за формулами:

Нормативним документом, що регламентує захист населення від впливу електромагнітних випромінювань, є "Санітарні норми та правила захисту населення від впливу електричного поля, створюваного повітряними лініями електропередачі змінного струму промислової частоти" № 2971-34. Цим документом встановлено такі значення гранично допустимого рівня напруженості електричного поля, кВ/м: усередині житлових будівель – 0,5; на території житлової забудови – 1; у населеній місцевості, поза зоною житлової забудови - 10; у ненаселеній місцевості – 15; у важкодоступній місцевості – 20.

СанПін 2.2.2.542-96 регламентують допустимі значення параметрів неіонізуючих електромагнітних випромінювань під час роботи з відеодисплейними терміналами (ВДТ), персональними електронно-обчислювальними машинами (ПЕОМ), які включають:

Напруженість електромагнітного поля електричної складової на відстані 50 см від поверхні відеомонітора, В/м;

Напруженість електромагнітного поля магнітної складової на відстані 50 см від поверхні відеомонітора, А/м;

Напруженість електростатичного поля, кВ/м;

Поверхневий електростатичний потенціал;

Щільність магнітного потоку, нТл.

Крім того, вищезгаданим нормативним документом визначено вимоги до мікроклімату, вмісту аероіонів, шкідливих хімічних речовин у повітрі приміщень, до шуму, вібрації, організації режиму праці та відпочинку при роботі з ВДТ та ПЕОМ.

Режим праці та відпочинку встановлений залежно від виду та категорії трудової діяльності. Види трудової діяльності поділені на три групи:

група А - робота з зчитування інформації з екрана ВДТ чи ПЕОМ;

група Б - робота із введення інформації;

група В - творча робота у режимі діалогу з ЕОМ.

Категорії роботи з ВДТ та ПЕОМ (I,II,III) встановлені для груп А і Б за сумарним числом зчитуваних або введених знаків за робочу зміну, для групи В - за сумарним часом безпосередньої роботи з ВДТ або ПЕОМ.

Регламентування шуму при роботі з ВДТ та ПЕОМ передбачено в октавних смугах частот із середньогеометричними значеннями 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000.

Допустимі значення віброшвидкості та віброприскорення в м/с, м/с 2 та дБ встановлені для середньогеометричних частот смуг 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0, а також у третьоктавних смугах частот.

Враховані в СанПіні 2.2.2.542-96 також ергономічні вимоги, такі як висота столу над підлогою, основні розміри стільця для учнів та студентів.

Захист від електромагнітних полів. Всі захисні заходи можуть бути поділені на три групи:

Організаційні;

Інженерно-технічні;

Лікувально-профілактичні.

Організаційні заходи передбачають оптимальне взаємне розташування опромінюючих об'єктів та обслуговуючого персоналу, розробку режиму праці та відпочинку з метою зниження до мінімуму часу перебування людей під опроміненням.

Основою інженерно-технічних заходів є екранування. Екрани можуть бути виконані плоскими та замкнутими, у вигляді оболонок. Основною характеристикою екранів є ефективність екранування, тобто. ступінь ослаблення електромагнітного поля. Вона залежить від магнітної проникності матеріалу, товщини його, питомого опору, і навіть частоти електромагнітного поля.

Як матеріал для екранів зазвичай використовують метали (сталь, мідь, алюміній). Виготовляють екрани або суцільними або сітчастими. Крім металів можуть бути використані гума, деревне волокно, поролон, радіозахисне скло з окиснометалевою плівкою.

Лікувально-профілактичні заходи включають:

Попередні та періодичні медогляди;

Скорочений робочий день;

Додаткові відпустки.

Захисний одяг виготовляється з металізованої тканини у вигляді комбінезонів, халатів, фартухів, курток з капюшонами із вмонтованими в них захисними окулярами.

Як профілактичні заходи при роботах з ВДТ та ПЕОМ повинні передбачатися:

Проведення вправ для очей кожні 20-25 хвилин роботи;

Проведення наскрізного провітрювання приміщень під час перерв;

проведення фізкультурної паузи під час перерв;

Підключення таймера до ВДТ та ПЕОМ або централізоване відключення світіння інформації на екранах відеомоніторів з метою забезпечення часу роботи, що нормується.

2.5.2. Лазерні випромінювання

Лазер - абревіатура, що складається з початкових букв англійської фрази: Light Amplification by stimulated Emission of Radiation, що у перекладі означає посилення світла з допомогою створення стимульованого випромінювання. Лазерами називають пристрої, засновані на принципі вимушеного індукованого випромінювання атомів та молекул. В основі роботи лазера лежить посилення світлового випромінювання за рахунок енергії, накопиченої атомами та молекулами лазерного середовища у процесі накачування. Накачкою називають створення надлишку атомів, що у збудженому стані. Способи накачування може бути різними: оптичними, електричними, електронними, хімічними.

Лазерні установки знайшли широке застосування у всіх галузях промисловості: у машинобудуванні для різання, зварювання та зміцнення металів, у приладобудуванні – для обробки твердих та надтвердих сплавів, у радіоелектроніці – для точкового зварювання, для виробництва друкованих схем, мікрозварювання, у текстильній промисловості – для розкрою тканин, у годинниковій промисловості – для прошивки отворів у каменях тощо. Зростає застосування лазерів у медицині: в офтальмохірургії, нейрохірургії. Великі перспективи відкриває використання лазерів у галузі зв'язку, як джерела світла, для контролю за хімічними процесами.

Загальна та гігієнічна характеристика лазерів.Основними параметрами, що характеризують лазерні випромінювання з гігієнічного погляду, є: довжина хвилі - l, мкм; енергетична освітленість – W u, Вт/см 2; тривалість імпульсу - t н, З; частота повторення імпульсів f u, Гц; тривалість дії - t, с.

Відповідно до "ГОСТ 12.1.040-83 Лазерна безпека. Загальні положення" всі лазери за ступенем небезпеки випромінювання, що генерується, поділяють на 4 класи. Лазери 1 класу - вихідне випромінювання їх не становить небезпеки для очей і шкіри.

Лазери 2 класу – вихідне випромінювання небезпечне для очей при опроміненні прямим або дзеркально відбитим випромінюванням.

Лазери 3 класу - їх вихідне випромінювання становить небезпеку при опроміненні очей прямим, дзеркально відбитим, а також дифузно відбитим випромінюванням на відстані 10 см від дифузно відбиває поверхні і при опроміненні шкіри прямим і дзеркально відбитим випромінюванням.

Лазери 4 класу - вихідне випромінювання їх становить небезпеку при опроміненні шкіри дифузно відбитим випромінюванням на відстані 10 см від поверхні, що дифузно відбиває.

Дзеркально відбитим називають лазерне випромінювання, відбите під кутом, рівним куту падіння. Дифузно відбите лазерне випромінювання - випромінювання, відбите від поверхні, порівнянної з довжиною хвилі за всілякими напрямами межах півсфери.

Залежно від режиму випромінювання розрізняють два типи лазерів: безперервної та імпульсної дії.

По активному елементу, у якому енергія накачування перетворюється на випромінювання, розрізняють лазери газові, рідинні, напівпровідникові, твердотільні. За способом відведення тепла лазери можуть бути з природним охолодженням і примусовим повітряним або рідинним.

При експлуатації лазерних установок можуть виникнути такі шкідливі та небезпечні фактори:

Лазерні випромінювання;

Підвищене значення напруги у джерелах електроживлення лазерів;

Підвищена запиленість та загазованість повітря робочої зони;

підвищений рівень ультрафіолетової радіації;

Підвищена яскравість світла;

Підвищений рівень шуму та вібрації на робочому місці;

підвищений рівень електромагнітного випромінювання;

Підвищений рівень інфрачервоної радіації;

Підвищена температура поверхні устаткування;

Вибухонебезпечність у системах накачування лазерів.

Дія лазерних випромінювань організм людини.Біологічна дія лазерних випромінювань залежить від потужності випромінювання, довжини хвилі, характеру імпульсу, частоти проходження, тривалості опромінення, величини опромінюваної поверхні і від анатомічних і функціональних особливостей опромінених тканин.

Для безперервного лазерного випромінювання характерний тепловий механізм дії, наслідком якого є коагуляція (згортання) білка, а за великих потужностей - випаровування біотканини.

При дії імпульсного лазерного випромінювання з тривалістю імпульсів менше 10 -2 відбувається перетворення енергії випромінювання в енергію механічних коливань, зокрема, ударної хвилі.

Опромінення черевної стінки таким випромінюванням може призвести до пошкодження печінки, кишечника та інших органів черевної порожнини, а опромінення голови – до внутрішньоклітинних та внутрішньомозкових крововиливів.

Велику небезпеку становлять лазерні випромінювання для очей та шкіри. Найбільш уразливим органом є очі. Хоча чутливість тканин ока мало відрізняється від чутливості інших тканин, але фокусуюча здатність оптичної системи ока різко збільшує щільність енергії лазерного випромінювання і тому очі, особливо сітчаста оболонка, розглядаються як критичний орган по відношенню до лазерних випромінювань. Ступінь поглинання лазерної енергії залежить від пігментації очного дна: більшому впливу схильні блакитні та зелені очі, меншому – карі. Потрапляючи в око, енергія лазера абсорбується пігментним шаром та підвищує температуру, викликаючи опік.

Лазерні випромінювання викликають пошкодження шкіри від почервоніння до поверхневого обвуглювання. Ступінь впливу у своїй визначається як параметрами випромінювання лазера, і пігментацією шкіри, станом кровообігу. Пігментована шкіра поглинає значно більше лазерних променів, аніж світла шкіра.

Крім цього, під впливом лазерних випромінювань можливі функціональні розлади в діяльності центральної нервової системи, серцево-судинної системи, зниження працездатності, швидка стомлюваність, порушення мозкового кровообігу.

Гігієнічне нормування лазерних випромінювань.Гранично допустимі рівні (ПДУ) лазерного випромінювання встановлюються відповідно до вимог "Санітарних норм та правил влаштування та експлуатації лазерів" № 2392-81. ПДУ лазерних випромінювань для конкретних умов впливу розраховуються за допомогою відповідних формул з урахуванням довжини хвилі l, тривалості впливу t, енергетичної експозиції Н, діаметра зіниці очі d 3фонової освітленості рогівки, а також ряду поправочних коефіцієнтів на частоту повторення імпульсів, тривалість дії серії імпульсів.

Розраховані для різних біологічних ефектів величини ПДК порівнюються між собою і як визначальний приймається найменше значення ПДК.

При одночасному впливі лазерних випромінювань різних параметрів, але які мають схожістю біологічної дії має дотримуватися така умова:

де Н (1,2...)- енергетичні експозиції, що створюються різними джерелами лазерного випромінювання; Н ПДУ- ПДК енергетичної експозиції для відповідного джерела випромінювання.

Захист від лазерних випромінювань.Під час створення захисних заходів керуються класом небезпеки лазерів. Всі заходи захисту можуть бути поділені на організаційні, технічні та лікувально-профілактичні.

Лазери 3 та 4 класів небезпеки повинні застосовуватися тільки в установках закритого типу, в яких зона взаємодії лазерного випромінювання з мішенню та промінь лазера на всьому його протязі ізольовані від працюючих. Приміщення, де експлуатуються лазерні установки, мають відповідати вимогам санітарних норм. Стіни приміщень повинні мати матову поверхню, що забезпечує максимальне розсіювання випромінювання. Для фарбування стінок рекомендується використовувати клейові фарби на основі крейди.

Залежно від довжини хвилі випромінювання вибирають методи захисту:

Зниження часу контакту із випромінюванням;

збільшення відстані до джерела випромінювання;

Ослаблення випромінювання за допомогою світлофільтрів.

Марки скла, що використовуються у засобах захисту від лазерного випромінювання, вибирають з урахуванням типу лазера та довжини хвилі.

Електромагнітні поля та випромінювання поділяють на неіонізуючі,у тому числі лазерне випромінювання, та іонізуючі.Неіонізуючі електромагнітні поля (ЕМП) та випромінювання (ЕМІ) мають спектр коливань із частотою до 10 21 Гц.

Неіонізуючі електромагнітні поля природного походження є фактором, що постійно діє. До них відносяться: атмосферна електрика, радіовипромінювання Сонця та галактик, електричні та магнітні поля Землі.

У неіонізуючі техногенні джерела електричних та магнітних полів та випромінювань. Їхня класифікація наведена в табл. 2.9.

Застосування техногенних ЕМП та ЕМІ різних частот систематизовано в табл. 2.10.

Основними джерелами електромагнітних полів радіочастот є радіотехнічні об'єкти (РТО), телевізійні та радіолокаційні станції (РЛС), термічні цехи та ділянки (в зонах, що примикають до підприємств). ЕМП промислової частоти найчастіше пов'язані з високовольтними лініями (ПЛ) електропередачі, джерелами магнітних полів, що застосовуються на промислових підприємствах.

Таблиця 2.9

Класифікація неіонізуючих техногенних випромінювань

Таблиця 2.10

Застосування електромагнітних полів та випромінювань

У побуті джерелами ЕМП та випромінювань є телевізори, дисплеї, печі НВЧ та інші пристрої. Електростатичні поля за умов зниженої вологості (менше 70%) створюють паласы, накидки, фіранки тощо. Мікрохвильові печі у промисловому виконанні не становлять небезпеки, проте несправність їх захисних екранів може суттєво підвищити виток електромагнітного випромінювання. Екрани телевізорів та дисплеїв як джерела електромагнітного випромінювання в побуті не є небезпечними навіть при тривалому впливі на людину, якщо відстані від екрана перевищують 30 см.

Електростатичний полі (ЕСП) повністю характеризується напруженістю електричного поля Е (В/м). Постійне магнітне поле (ПМП) характеризується напруженістю магнітного поля Н (А/м), у повітрі 1 А/м – 1,25 мкТл, де Тл – тесла (одиниця напруженості магнітного поля).

Електромагнітне поле (ЕМП) характеризується безперервним розподілом у просторі, здатністю поширюватися зі швидкістю світла, впливати на заряджені частинки та струми. ЕМП є сукупністю двох взаємозалежних змінних полів – електричного та магнітного, що характеризуються відповідними векторами напруженості Е (В/м) та Н (А/м).

Залежно від взаємного розташування джерела електромагнітного випромінювання та місця перебування людини необхідно розрізняти ближню зону (зону індукції), проміжну і дальню зону (хвильову зону) або зону випромінювання. При випромінюванні від джерел (мал. 2.11) ближня зона тягнеться на відстань λ/2π , тобто приблизно на 1/6 довжини хвилі. Далека зона починається з відстаней, рівних λ*2π, тобто. з відстаней, рівних приблизно шести довжин хвилі. Між цими двома зонами розташована проміжна зона.

Рис. 2.11.Зони, що виникають навколо елементарного джерела

У зоні індукції, в якій ще не сформувалася електромагнітна хвиля, що біжить, електричне і магнітне поля слід вважати незалежними один від одного, тому цю зону можна характеризувати електричною і магнітною складовими електромагнітного поля. Співвідношення між ними в цій зоні може бути різним. Для проміжної зони характерна наявність, як поля індукції, так і електромагнітної хвилі, що поширюється. Для хвильової зони (зони випромінювання) характерна наявність сформованого ЕМП, що поширюється у вигляді електромагнітної хвилі, що біжить. У цій зоні електрична та магнітна складові змінюються синфазно і між їх середніми значеннями за період існує постійне співвідношення

де в - хвильовий опір, Ом; ε - електрична постійна; μ – магнітна проникність середовища.

Коливання векторів E та Н відбуваються у взаємно перпендикулярних площинах. У хвильовій зоні вплив ЕМП визначається щільністю потоку енергії, що переноситься електромагнітною хвилею. При поширенні електромагнітної хвилі у провідному середовищі вектори Е та Н пов'язані співвідношенням

де - кругова частота електромагнітних коливань, Гц; v – питома електропровідність речовини екрана; z – глибина проникнення електромагнітного поля.

При поширенні ЕМП у вакуумі або в повітрі, де в = 377 Ом, Е = 377Н. Електромагнітне поле несе енергію, що визначається щільністю потоку енергії (1 = ЕН (Вт/м 2)), яка показує, яка кількість енергії протікає за 1 крізь майданчик в 1 м 2 розташовану перпендикулярно руху хвилі.

При випромінюванні сферичних хвиль щільність потоку енергії в хвильовій зоні може бути виражена через потужність Р іст, що підводиться до випромінювача:

де R- Відстань до джерела випромінювання, м.м.

Вплив електромагнітних полів на людинузалежить від напруженостей електричного і магнітного полів, потоку енергії, частоти коливань, наявності супутніх факторів, режиму опромінення, розміру поверхні тіла, що опромінюється, і індивідуальних особливостей організму. Встановлено також, що відносна біологічна активність імпульсних випромінювань вище за безперервні. Небезпека впливу посилюється тим, що вона не виявляється органами чуття людини.

Вплив електростатичного поля (ЕСП) на людину пов'язаний із протіканням через нього слабкого струму (кілька мікроампер). При цьому електротравми ніколи не спостерігається. Однак внаслідок рефлекторної реакції на електричний струм (різке усунення від зарядженого тіла) можлива механічна травма при ударі про розташовані елементи конструкцій, падіння з висоти і т.д. Дослідження біологічних ефектів показало, що найбільш чутливі до електростатичного поля ЦНС, серцево-судинна система, аналізатори. Люди, які працюють у зоні впливу ЕСП, скаржаться на дратівливість, біль голови, порушення сну та інших.

Вплив магнітних полів (МП) може бути постійним (від штучних магнітних матеріалів) та імпульсним. Ступінь впливу МП на працюючих залежить від його максимальної напруженості у просторі магнітного пристрою або у зоні впливу штучного магніту. Доза, отримана людиною, залежить від розташування стосовно МП та режиму праці. При дії змінного магнітного поля спостерігаються характерні зорові відчуття, які зникають на момент припинення впливу. При постійній роботі в умовах хронічного впливу МП, що перевищують гранично допустимі рівні, спостерігаються порушення функцій ЦНС, серцево-судинної та дихальної систем, травного тракту, зміни в крові. Тривала дія призводить до розладів, які суб'єктивно виражаються скаргами на головний біль у скроневій та потиличній ділянці, млявість, розлад сну, зниження пам'яті, підвищену дратівливість, апатію, біль у ділянці серця.

При постійному впливі ЕМП промислової частоти спостерігаються порушення ритму та уповільнення частоти серцевих скорочень. У працюючих у зоні ЕМП промислової частоти можуть спостерігатися функціональні порушення ЦНС і серцево-судинної системи, і навіть зміни у складі крові.

При вплив ЕМП радіочастотного діапазону атоми та молекули, з яких складається тіло людини, поляризуються. Полярні молекули (наприклад, води) орієнтуються за напрямом розповсюдження електромагнітного поля; в електролітах, якими є рідкі складові тканин, крові тощо, після дії зовнішнього поля з'являються іонні струми. Змінне електричне поле викликає нагрівання тканин людини як за рахунок змінної поляризації діелектрика (сухожилля, хрящі тощо), так і за рахунок появи струмів провідності. Тепловий ефект є наслідком поглинання енергії електромагнітного поля. Чим більша напруженість поля та час впливу, тим сильніше виявляються зазначені ефекти. Надмірна теплота відводиться до певної межі шляхом збільшення навантаження на механізм терморегуляції. Проте, починаючи з величини I = 10 мВт/см 2 , званої тепловим порогом, організм не справляється з відведенням теплоти , що утворюється, і температура тіла підвищується, що завдає шкоди здоров'ю.

Найбільш інтенсивно електромагнітні поля впливають на органи з великим вмістом води. При однакових значеннях напруженості поля коефіцієнт поглинання тканин з високим вмістом води приблизно в 60 разів вище, ніж у тканинах з її низьким вмістом . Зі збільшенням довжини хвилі глибина проникнення електромагнітних хвиль зростає; Відмінність діелектричних властивостей тканин призводить до нерівномірності їх нагрівання, виникнення макро- та мікротеплових ефектів зі значним перепадом температур.

Перегрів особливо шкідливий для тканин із слаборозвиненою судинною системою або з недостатнім кровообігом (очі, мозок, нирки, шлунок, жовчний та сечовий міхур). Опромінення очей може призвести до помутніння кришталика (катаракте), яке виявляється не відразу, а через кілька днів або тижнів після опромінення. Розвиток катаракти є одним із небагатьох специфічних уражень, що викликаються електромагнітними випромінюваннями радіочастот у діапазоні 300 МГц – 300 ГГц за щільності потоку енергії понад 10 мВт/см 2 . Крім катаракти при впливі ЕМП можливі опіки рогівки.

Для тривалої дії ЕМП різних діапазонів довжин хвиль при помірній інтенсивності (вище за ПДК) характерним вважають розвиток функціональних розладів у ЦНС з нерізко вираженими зрушеннями ендокринно-обмінних процесів та складу крові. У зв'язку з цим можуть з'явитися головний біль, підвищення або зниження тиску, зниження частоти пульсу, зміна провідності в серцевому м'язі, нервово-психічні розлади, швидкий розвиток втоми. Можливі трофічні порушення: випадання волосся, ламкість нігтів, зниження маси тіла. Спостерігаються зміни збудливості нюхового, зорового та вестибулярного аналізаторів. На ранній стадії зміни носять оборотний характер, при впливі ЕМП, що триває, відбувається стійке зниження працездатності. У межах радіохвильового діапазону доведено найбільшу біологічну активність мікрохвильового (НВЧ) поля. Гострі порушення при впливі ЕМІ (аварійні ситуації) супроводжуються серцево-судинними розладами з непритомністю, різким почастішанням пульсу та зниженням артеріального тиску.

Неіонізуючі електромагнітні випромінювання.

Вплив на діяльність людини електромагнітних полів промислової частоти та радіохвиль.

Нормування надвисокочастотного випромінювання

1. Безпека життєдіяльності / за ред. Бєлова С.В. - М.: вища школа, 1999. - 448 с., Іл.

2. Русак О.М., Малаян К.Р., Занько Н.Г. Безпека життєдіяльності. - СПб: Видавництво "Лань", 2000. - 448 с., іл.

3. Маньков В. Д. Безпека життя та діяльності. Частина I. Безпека суспільства та людини в сучасному світі: Навч. посібник для військових ВНЗ. - СПб: МО РФ, 2002. - 500 с., іл.

4. Биков А. А., Мурзін Н. В. Проблема аналізу безпеки людини, суспільства та природи. СПб.: Наука, 1997. - 182 с.

5. Хенлі Д. Надійність технічних систем та оцінка ризику. М: Машинобудування, 1979. - 359 с.

6.Медицина катастроф. Навч. допомога. / За ред. проф. В. М. Рябочкина. М.: ІНІЛтд, 1996. - 272 с., Іл.

7. Алексєєв Н. А. Стихійні явища у природі. М.: Думка, 1988. - 255 с., Іл.

Неіонізуючі електромагнітні випромінювання

При прискореному русі електричних набоїв виникають електромагнітні хвилі (f = 10 3 …10 24 Гц). Вони поділяються на:

Радіохвилі;

Інфрачервоне випромінювання;

Видимий світло;

Ультрафіолетове випромінювання;

Рентгенівське та гама – випромінювання.

Перші чотири групи відносять до неіонізуючих електромагнітних хвиль.

Джерелами електромагнітних полів є:

природні джерела (космічні промені, випромінювання сонця, атмосферна електрика);

Антропогенні джерела (генератори, трансформатори, антени, лазерні установки, мікрохвильові печі, комп'ютери).

На підприємствах джерелами електромагнітних полів промислової частоти є лінії електропередач, вимірювальні прилади, пристрої захисту та автоматики, сполучні шини.

Швидкість поширення ЕМІ постійна і дорівнює С = 3×10 8 м/с.

λ – довжина хвилі, м.

f – частота, Гц

f = 10 3 Гц = С/f = 3×10 8 /10 3 = 3×10 5 м = 300 км

f = 10 24 Гц = С/f = 3×10 8 /10 24 = 3×10 -16 м = 3×10-10 мкм.

Якісними характеристиками електромагнітних полів є:

Напруженість електричного поля Е, вольт на метр (В/м);

Напруженість магнітного поля Н, ампер на метр (А/м);

Щільність потоку енергії J, ват на метр квадратний (Вт/м 2).

Більшість спектру електромагнітних випромінювань (ЕМІ) становлять радіохвиліменшу частину - коливання оптичного діапазону (інфрачервоне, видиме, ультрафіолетове випромінювання).

Залежно від частоти падаючого електромагнітного випромінювання тканини організмів виявляють різні електричні властивості і поводяться як провідник чи діелектрик.

Залежно від місця та умов впливу ЕМІ розрізняють чотири види опромінення: професійне, непрофесійне, опромінення в побуті та опромінення, яке здійснюється в лікувальних цілях, а за характером опромінення - загальне та місцеве.

Ступінь та характер впливу ЕМІ на організм визначаються щільністю потоку енергії, частотою випромінювання, тривалістю впливу, режимом опромінення (безперервний, уривчастий, імпульсний),

Наслідком поглинання енергії ЕМІ є тепловий ефект. Надмірна теплота, що виділяється в організмі людини, відводиться шляхом збільшення навантаження на механізм терморегуляції; починаючи з певної межі, організм не справляється із відведенням теплоти від окремих органів і температура їх може підвищуватися.

Вплив ЕМІ особливо шкідливий для тканин із слаборозвиненою судинною системою або недостатнім кровообігом (очі, мозок, нирки, шлунок, жовчний та сечовий міхур). Опромінення очей може призвести до помутніння кришталика (катаракте). Крім катаракти при впливі ЕМІ можливі опіки рогівки.

Гострі порушення при впливі ЕМІ (аварійні ситуації) супроводжуються серцево-судинними розладами з непритомністю, різким почастішанням пульсу та зниженням артеріального тиску.

В основу гігієнічного нормування покладено принцип діючої дози, що враховує енергетичне навантаження.

У діапазоні частот 60 кГц...300 МГц інтенсивність електромагнітного поля виражається гранично допустимою напругою електричного та магнітного полів.

Оптичне випромінювання

Інфрачервоне випромінювання (ІЧ)- частина електромагнітного спектру з довжиною хвилі λ = 0,78...1000 мкм, енергія якого при поглинанні речовини викликає тепловий ефект.

ІНФРАЧЕРВОНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ, Не видиме оком електромагнітне випромінювання в межах довжин хвиль від 1-2 мм до 0,74 мкм. Оптичні властивості речовин в інфрачервоному випромінюванні значно відрізняються від їх властивостей у видимому випромінюванні. Напр., шар води кілька см непрозорий для інфрачервоного випромінювання.

Найбільш уражені в людини органи - шкірний покрив та органи зору; при гострому пошкодженні шкіри можливі опіки, посилення пігментації шкіри; мутагенний ефект ІЧ – опромінення.

Видимо випромінювання- Діапазон електромагнітних коливань 0,4 ... 0,78 мкм. Випромінювання видимого діапазону при достатніх рівнях енергії також може становити небезпеку для шкірних покривів та органу зору. Пульсації яскравого світла викликають звуження полів зору, впливають на стан зорових функцій, нервової системи, загальної працездатності.

Широкосмугове світлове випромінювання великих енергій характеризується світловим імпульсом, дія якого на організм призводить до опіків відкритих ділянок тіла, тимчасового засліплення або опіків сітківки очей.

Оптичне випромінювання видимого та інфрачервоного діапазону при надмірній щільності може призводити до змін у серцевому м'язі.

Ультрафіолетове випромінювання (УФІ) -спектр електромагнітних коливань із довжиною хвилі 0,2...0,4 мкм.

УЛЬТРАФІОЛЕТОВЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ, Не видиме оком електромагнітне випромінювання в межах довжин хвиль l = 400-10 нм Розрізняють ближнє ультрафіолетове випромінювання (400-200 нм) та дальнє, або вакуумне (200-10 нм). (1 нм = 10 -9 м).

Ультрафіолетове випромінювання, що становить приблизно 5% щільності потоку сонячного випромінювання, - життєво необхідний фактор, що надає благотворну стимулюючу дію на організм.

Ультрафіолетове випромінювання штучних джерел (наприклад, електрозварювальних дуг, плазмотронів) може спричинити гострі та хронічні професійні ураження. Найбільш уразливі очі, причому страждає переважно рогівка та слизова оболонка.

Лазерне випромінювання (ЛІ)є особливим видом електромагнітного випромінювання, що генерується в діапазоні довжин хвиль 0,1...1000 мкм. Чи відмінність від інших видів випромінювання полягає в монохроматичності, когерентності та високого ступеня спрямованості.

КОГЕРЕНТНІСТЬ(від лат. cohaerens - що у зв'язку), узгоджене перебіг у часі кількох коливальних чи хвильових процесів. Якщо різниця фаз 2 коливань залишається постійною у часі або змінюється за певним законом, то коливання називаються когерентними. Коливання, у яких різниця фаз змінюється безладно і швидко проти їх періодом, називаються некогерентними.

МОНОХРОМАТИЧНЕ СВІТЛО, світлові коливання однієї частоти Світло, близьке до монохроматичного світла, одержують, виділяючи спектральну лінію або вузьку ділянку спектра за допомогою спектральних приладів (монохроматорів, світлофільтрів та ін.). Світло високого ступеня монохроматичність випромінюють лазери, а також вільні атоми.

Ступінь ушкодження шкіри залежить від спочатку поглиненої енергії. Пошкодження можуть бути різними: від почервоніння до поверхневого обвуглювання та утворення глибоких дефектів шкіри.

Пряме опромінення поверхні черевної стінки викликає ушкодження печінки, кишечника та інших органів черевної порожнини; при опроміненні голови можливі внутрішньочерепні крововиливи.

Подібна інформація.

ФЕДЕРАЛЬНЕ АГЕНЦІЯ З ОСВІТИ РФ

Вплив на організм неіонізуючого випромінювання

Курськ, 2010

Вступ

1. Наслідки дії випромінювання для здоров'я людини

2. Вплив на нервову систему

5. Вплив на статеву функцію

7. Комбінована дія ЕМП та інших факторів

8. Захворювання, що викликаються впливом неіонізуючих випромінювань

9. Основні джерела ЕМП

10. Біологічна дія неіонізуючого випромінювання

11. Мікрохвилі та радіочастотне випромінювання

12. Інженерно-технічні заходи щодо захисту населення від ЕМП

13. Лікувально-профілактичні заходи

Висновок

Список використаної літератури

Відомо, що випромінювання можуть шкодити здоров'ю людини і що характер наслідків, що спостерігаються, залежить від типу випромінювання і від дози. Вплив випромінювань на здоров'я залежить від довжини хвилі. Наслідки, які найчастіше мають на увазі, говорячи про ефекти опромінення (радіаційне ураження та різні форми раку), викликаються лише більш короткими хвилями. Ці типи випромінювань відомі як іонізуюча радіація. На відміну від цього, довші хвилі - від ближнього ультрафіолету (УФ) до радіохвиль і далі - називають неіонізуючим випромінюванням, його вплив на здоров'я зовсім інший. У світі нас оточує безліч джерел електромагнітних полів і випромінювань. У гігієнічній практиці до неіонізуючих випромінювань відносять також електричні та магнітні поля. Випромінювання буде неіонізуючим у тому випадку, якщо воно не здатне розривати хімічні зв'язки молекул, тобто не здатне утворювати позитивно та негативно заряджені іони.

Отже, до неіонізуючих випромінювань відносяться: електромагнітні випромінювання (ЕМІ) діапазону радіочастот, постійні та змінні магнітні поля (ПМП та ПЕМП), електромагнітні поля промислової частоти (ЕМППЛ), електростатичні поля (ЕСП), лазерне випромінювання (ЛІ).

Нерідко дії неіонізуючого випромінювання супроводжують інші виробничі фактори, що сприяють розвитку захворювання. висока температура, хімічні речовини, емоційно-психічна напруга, світлові спалахи, напруга зору) Оскільки основним носієм неіонізуючого випромінювання є ЕМІ, більшість реферату присвячена саме цьому виду випромінювання.

У переважній більшості випадків опромінення відбувається полями щодо низьких рівнів, нижче наведені наслідки відносяться до таких випадків.

Численні дослідження в галузі біологічної дії ЕМП дозволять визначити найбільш чутливі системи організму людини: нервова, імунна, ендокринна та статева. Ці системи організму є критичними. Реакції цих систем повинні обов'язково враховуватися в оцінці ризику впливу ЕМП на населення.

Біологічний ефект ЕМП в умовах тривалого багаторічного впливу накопичується, в результаті можливий розвиток віддалених наслідківвключаючи дегенеративні процеси центральної нервової системи, рак крові (лейкози), пухлини мозку, гормональні захворювання. Особливо небезпечні ЕМП можуть бути для дітей, вагітних, людей із захворюваннями центральної нервової, гормональної, серцево-судинної системи, алергіків, людей з ослабленим імунітетом.

2. Вплив на нервову систему

Велика кількість досліджень, виконаних у Росії, і зроблені монографічні узагальнення, дають підстави віднести нервову систему до однієї з найчутливіших систем в організмі людини впливу ЭМП. На рівні нервової клітини, структурних утворень передачі нервових імпульсів (синапсе), лише на рівні ізольованих нервових структур виникають суттєві відхилення при впливі ЕМП малої інтенсивності. Змінюється вища нервова діяльність, пам'ять у людей, які мають контакти з ЕМП. Ці особи можуть мати схильність до розвитку стресорних реакцій. Певні структури мозку мають підвищену чутливість до ЭМП. Особливу високу чутливість до ЕМП виявляє нервова система ембріона.

3. Вплив на імунну систему

В даний час накопичено достатньо даних, що вказують на негативний вплив ЕМП на імунологічну реактивність організму. Результати досліджень вчених Росії дають підставу вважати, що при впливі ЕМП порушуються процеси імуногенезу, частіше у бік їх пригнічення. Встановлено також, що у тварин, опромінених ЕМП, змінюється характер інфекційного процесу – перебіг інфекційного процесу обтяжується. Вплив ЕМП високих інтенсивностей на імунну систему організму проявляється у пригнічувальному ефекті на Т-систему клітинного імунітету. ЕМП можуть сприяти неспецифічному пригніченню імуногенезу, посиленню утворення антитіл до тканин плода та стимуляції аутоімунної реакції в організмі вагітної самки.

4. Вплив на ендокринну систему та нейрогуморальну реакцію

У роботах вчених Росії ще в 60-ті роки в трактуванні механізму функціональних порушень при впливі ЕМП чільне місце відводилося змін у гіпофіз-наднирниковій системі. Дослідження показали, що при дії ЕМП зазвичай відбувалася стимуляція гіпофізарно-адреналінової системи, що супроводжувалося збільшенням вмісту адреналіну в крові, активацією процесів згортання крові. Було визнано, що однією з систем, що рано і закономірно залучає у відповідь реакцію організму на вплив різних факторів зовнішнього середовища, є система гіпоталамус-гіпофіз-кора надниркових залоз. Результати досліджень підтвердили це становище.

5. Вплив на статеву функцію

Порушення статевої функції зазвичай пов'язані зі зміною її регуляції з боку нервової та нейроендокринної систем. Багаторазове опромінення ЕМП викликає зниження активності гіпофіза

Будь-який фактор навколишнього середовища, що впливає на жіночий організм під час вагітності та впливає на ембріональний розвиток, вважається тератогенним. Багато вчених відносять ЕМП до цієї групи факторів. Прийнято вважати, що ЕМП можуть, наприклад, викликати потворності, впливаючи на різні стадії вагітності. Хоча періоди максимальної чутливості до ЕМП є. Найбільш уразливими періодами є зазвичай ранні стадії розвитку зародка, що відповідають періодам імплантації та раннього органогенезу.

Було висловлено думку про можливість специфічного впливу ЕМП на статеву функцію жінок, на ембріон. Відзначено більш високу чутливість до впливу ЕМП яєчників, ніж сім'яників.

Встановлено, що чутливість ембріона до ЕМП значно вища, ніж чутливість материнського організму, а внутрішньоутробне ушкодження плода ЕМП може статися будь-якому етапі його розвитку. Результати проведених епідеміологічних досліджень дозволять зробити висновок, що наявність контакту жінок з електромагнітним випромінюваннямможе призвести до передчасних пологів, вплинути на розвиток плода і нарешті збільшити ризик розвитку вроджених каліцтв.

6. Інші медико-біологічні ефекти

З початку 1960-х років у СРСР було проведено широкі дослідження з вивчення здоров'я людей, які мають контакти з ЕМП з виробництва. Результати клінічних досліджень показали, що тривалий контакт з ЕМП у НВЧ діапазоні може призвести до розвитку захворювань, клінічну картинуякого визначають, насамперед, зміни функціонального стану нервової та серцево-судинної систем. Було запропоновано виділити самостійне захворювання – радіохвильова хвороба. Це захворювання, на думку авторів, може мати три синдроми в міру посилення тяжкості захворювання:

астенічний синдром;

астено-вегетативний синдром;

гіпоталамічний синдром.

Найбільш ранніми клінічними проявами наслідків впливу ЕМ-випромінювання на людину є функціональні порушення з боку нервової системи, що виявляються насамперед у вигляді вегетативних дисфункцій неврастенічного та астенічного синдрому. Особи, які тривалий час перебували в зоні ЕМ-випромінювання, пред'являють скарги на слабкість, дратівливість, швидку стомлюваність, послаблення пам'яті, порушення сну. Нерідко до цих симптомів приєднуються розлади вегетативних функцій. Порушення з боку серцево-судинної системи проявляються, як правило, нейроциркуляторною дистонією: лабільність пульсу та артеріального тиску, схильність до гіпотонії, болі в області серця та ін. Відзначаються також фазові зміни складу периферичної крові (лабільність показників) з подальшим розвитком помірної лейкопенії , еритроцитопенії. Зміни кісткового мозку мають характер реактивного компенсаторного напруження регенерації. Зазвичай ці зміни виникають в осіб за родом своєї роботи, що постійно перебували під дією ЕМ-випромінювання з досить великою інтенсивністю. Ті, що працюють з МП та ЕМП, а також населення, що живе в зоні дії ЕМП, скаржаться на дратівливість, нетерплячість. Через 1-3 роки у деяких з'являється відчуття внутрішньої напруженості, метушливість. Порушуються увага та пам'ять. Виникають скарги на малу ефективність сну і стомлюваність.

Враховуючи важливу роль кори великих півкуль і гіпоталамуса у здійсненні психічних функцій людини, можна очікувати, що тривалий повторний вплив гранично допустимих ЕМ-випромінювання (особливо дециметровому діапазоні хвиль) може повести до психічних розладів.

6. Комбінована дія ЕМП та інших факторів

Наявні результати свідчать про можливу модифікацію біоефектів ЕМП як теплової, і нетеплової інтенсивності під впливом низки чинників як фізичної, і хімічної природи. Умови комбінованої дії ЕМП та інших факторів дозволили виявити значний вплив ЕМП надмалих інтенсивностей на реакцію організму, а за деяких поєднань може розвинутись яскраво виражена патологічна реакція.