Лекции ПДФ / 19. Пр. излучения

ЭМП диапазона ВЧ и ОВЧ широко применяются в радиосвязи, радиовещании, телевидении, медицине, для нагрева диэлектриков в высокочастотном электрическом поле (сварка полимерной пленки при изготовлении обложек для книг, папок, пакетов, игрушек, спецодежды, полимеризация клея при склейке деревянных изделий, нагрев пластмасс и преспорошков и др.).

Электромагнитные волны диапазонов УВЧ, СВЧ и КВЧ (микроволны) используются в радиолокации, радионавигации, для радиорелейной связи, многоканальной радиосвязи, радиоастрономии, в радиоспектроскопии, геодезии, дефектоскопии, физиотерапии и т.д. Иногда ЭМП УВЧ-диапазона применяются для вулканизации резины, термической обработки пищевых продуктов, стерилизации, пастеризации, вторичного разогрева пищевых продуктов и т.д.

Вфизиотерапии ЭМП используют как мощный терапевтический фактор в комплексном лечении многих заболеваний (ВЧ - установки для диатермии и индуктотермии, специальные аппараты для УВЧ - терапии и СВЧ - аппараты для микроволновой терапии).

Врадиотехнических установках всех диапазонов частот, используемых для радиолокации, связи, радиовещания, телевидения, oсновными источниками излучения энергии являются антенные системы.

Внастоящее время на территории городов размещается все большее число передающих радиотелецентров (ПРЦ). Они включают в себя одно или несколько технических зданий, где размещаются радиоили телепередатчики и антенные поля, на которых находится до нескольких десятков систем.

Зону возможного неблагоприятного действия ЭМП, создаваемых ПРЦ, можно разделить на две части. Первая — собственно территория ПРЦ, на которую допускаются только лица, обслуживающие передатчики, коммутаторы и антенно-фидерные системы. Вторая - прилегающая территория, где могут размещаться различные жилые и производственные постройки. В этом случае возникает опасность облучения населения, находящегося в этой зоне.

Антенны телевизионных передатчиков представляют опасность для здоровья населения на расстоянии от нескольких десятков метров до нескольких километров в зависимости от мощности передатчика.

Радиолокационные станции работают на частотах от 500 МГц до 15 Гц и выше. Создаваемое ими электромагнитное поле принципиально отличается от других источников. Это связано с периодическим перемещением антенны в пространстве. Временная прерывистость облучения обусловлена цикличностью работы радиолокатора на излучение.

Впоследние годы наиболее интенсивно развиваются системы сотовой мобильной радиосвязи. Основными ее элементами являются сравнительно маломощные базовые станции, антенны которых устанавливаются на крышах зданий или на специальных вышках. Базовые станции поддерживают радиосвязь с абонентами в пределах зоны радиусом 0,5-10 км, называемой «сотой». В зависимости от стандарта системы сотовой радиосвязи работают в диапазоне частот 463-1880 МГц.

Вэлектронной промышленности источниками электромагнитных излучений радиоволнового диапазона на участках динамических испытаний приборов могут быть испытываемые приборы, элементы волноводных трактов, измерительные генераторы.

Биологическое действие ЭМП РЧ.

Поглощение и распределение поглощенной энергии внутри тела существенно зависят от формы и размеров облучаемого объекта, от соотношения этих размеров с длиной волны излучения. С этих позиций в спектре ЭМП РЧ можно выделить 3 области:

11

-ЭМП с частотой до 30 МГц;

-ЭМП с частотой более 10 ГГц;

-ЭМП с частотой 30 МГц — 10 ГГц.

Для первой области характерно быстрое падение величины поглощения с уменьшением частоты (приблизительно пропорционально квадрату частоты). Отличительной особенностью второй является очень быстрое затухание энергии ЭМП при проникновении внутрь ткани: практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур. Для третьей, промежуточной по частоте области, характерно наличие ряда максимумов поглощения, при которых тело как бы втягивает в себе поле и поглощает энергии больше, чем приходится на его поперечное сечение. В этом случае резко проявляются интерференционные явления, приводящие к возникновению локальных максимумов поглощения, так называемых «горячих пятен».

Первичные механизмы действия поглощенной энергии на микромолекулярном, субклеточном, клеточном уровнях изучены слабо. Рядом авторов описаны имеющиеся данные по влиянию ЭМП на клеточные мембраны, структуру некоторых белков, электрическую активность нейронов. Отмеченные эффекты не всегда могли быть интерпретированы как чисто тепловые. Таким образом, точка в многолетней дискуссии о тепловом и специфическом действиях ЭМП еще не поставлена. Организм животных и человека весьма чувствителен к воздействию ЭМП РЧ.

К критическим органам и системам относят центральную нервную систему, глаза, гонады. Некоторые авторы к числу критических относят кроветворную систему. Описаны эффекты со стороны сердечно-сосудистой и нейроэндокринной систем, иммунитета,

обменных процессов.

В последние годы появились данные об индуцирующем влиянии ЭМП на процессы канцерогенеза. Биологическое действие ЭМП зависит от длины волны (или частоты излучения, режима генерации (непрерывный, импульсный), условий воздействия на организм (постоянное, прерывистое; общее, местное; интенсивность; длительность).

Отмечено, что биологическая активность ЭМП убывает с увеличением длины волны (или снижением частоты) излучения. В свете сказанного понятно, что наиболее активными являются сантиметровый, дециметровый и метровый диапазоны радиоволн.

По данным ряда авторов, ЭМП импульсной генерации обладают большей биологической активностью, чем непрерывной. При сравнительной оценке ЭМИ непрерывной и импульсной генераций с частотой следования импульсов в сотни герц по ряду показателей также отмечена большая выраженность биоэффектов при действии импульсного излучения. Однако в процессе хронического облучения эти различия нивелировались, что явилось основанием для установления единых значений ПДУ для ЭМП непрерывной и импульсной генераций. Анализ скорости реакции систем на эффекты сил, вызванных полем, показывает, что импульсное поле со средней плотностью мощности, равной ППЭ непрерывного, не может быть более эффективным. По-видимому, это мнение справедливо для импульсных воздействий с достаточно высокой частотой следования импульсов, но не может быть распространено на случаи воздействия мощных одиночных или редко повторяющихся импульсов.

На практике люди часто подвергаются прерывистым воздействиям ЭМП от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (радиолокационные станции с вращающимися или сканирующими антеннами).

12

Экспериментальными работами было показано, что при одинаковых интенсивностно - временных параметрах прерывистые воздействия обладают меньшей биологической активностью по сравнению с непрерывными, что объясняется различиями в количестве падающей и поглощенной энергий.

Существенными различиями в количестве падающей и поглощаемой энергий объясняется меньшая биологическая активность локальных облучений частей тела (за исключением головы) по сравнению с общим воздействием.

Имеются сведения о том, что ЭМП СВЧ усугубляет течение лучевой болезни по критерию выживаемости экспериментальных животных. Установлен суммационный эффект комбинированного воздействия ЭМП и рентгеновского излучения по показателям выживаемости, веса тела, количества лейкоцитов и тромбоцитов. В то же время американские авторы получили данные, свидетельствующие об антагонистическом характере биологического действия СВЧ - поля и ионизирующей радиации. Аналогичный результат получен в исследованиях отечественных исследователей.

Поражения, вызываемые ЭМП РЧ, могут быть острыми и хроническими.

Острые поражения возникают при воздействии значительных тепловых интенсивностей ЭМП. Они встречаются крайне редко — при авариях или грубых нарушениях техники безопасности. Острые поражения отличаются полисимптомностью нарушений со стороны различных органов и систем, при этом характерны выраженная астенизация, диэнцефальные расстройства, угнетение функции половых желез. Пострадавшие отмечают отчетливое ухудшение самочувствия во время работы с РЛС или сразу после ее прекращения, резкую головную боль, головокружение, тошноту, повторные носовые кровотечения, нарушение сна. Эти явления сопровождаются общей слабостью, адинамией, потерей работоспособности, обморочными состояниями, неустойчивостью артериального давления и показателей белой крови; в случаях развития диэнцефальной патологии отмечаются приступы тахикардии, профузной потливости, дрожания тела и др. Нарушения сохраняются до 1,5-2 месяцев, При воздействии высоких уровней ЭМП (более 80-100 мВт/см2) на глаза возможно paзвитие катаракты.

Для профессиональных условий характерны хронические поражения. Они выявляются, как правило, после нескольких лет pаботы с источниками ЭМП микроволнового диапазона при уровнях воздействия, составляющих от десятых долей до нескольких мВт/см2 и превышающих периодически 10 мВт/ см2. Симптомы и течение хронических форм радиоволновых поражений не имеют строго специфических проявлений. В их клинической картине выделяют три синдрома: астенический, астеновегетативный (или синдром нейроциркуляторной дистонии) и гипоталамический. Астенический синдром, как правило, наблюдается на начальных стадиях заболевания и проявляется жалобами на головную боль, повышенную утомляемость, раздражительность, периодически возникающие боли в области сердца. Вегетативные сдвиги обычно характеризуются ваготонической направленностью реакций (гипотония, брадикардия и др.).

В умеренно выраженных и выраженных стадиях заболевания часто диагностируется

астеновегетативный синдром, или синдром нейроциркуляторной дистонии гипертонического типа. В клинической картине на фоне усугубления астенических проявлений основное значение приобретают вегетативные нарушения, связанные с преобладанием тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы, проявляющиеся сосудистой неустойчивостью с гипертензивными и ангиоспастическими реакциями.

13

В отдельных выраженных случаях заболевания развивается гипоталамический синдром, характеризующийся пароксизмальными состояниями в виде симпатоадреналовых кризов. В период кризов возможны приступы пароксизмальной мерцательной аритмии, желудочковой экстрасистолии. Больные повышенно возбудимы, эмоционально лабильны. В отдельных случаях обнаруживаются признаки раннего атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни.

Высокая частота неврологических нарушений у работающих, сочетающихся с вегетативной дистонией в виде изменения регуляции сосудистого тонуса и функциональных экстракардиальных расстройств, вызывает необходимость тщательного исследования прогностической значимости указанных нарушений и их в роли происхождении некоторых общесоматических заболеваний, прежде всего, гипертонической и хронической ишемической болезней сердца, а также влияния длительного воздействия ЭМП на развитие некоторых инволютивных процессов, в том числе на катарактогенез.

Как указывалось выше, в последние годы появились данные о связи ЭМП с онкологической заболеваемостью, причем это касается как микроволнового, так и сверхдлинного диапазонов.

В литературе активно обсуждается вопрос о роли ЭМП в развитии лейкемий у детей и некоторых профессиональных контингентов.

Подводя итоги по проблеме биологического действия ЭМП, выявляемого на молекулярном, клеточном, системном и популяционном феноменологически их можно объяснить несколькими

биофизическими эффектами:

-индуцированием электрических потенциалов в системе кровообращения;

-стимулированием выработки магнитофосфена импульсами магнитного поля в ОНЧ — СВЧ диапазонах, амплитудой от долей до десятков мТл;

-инициированием переменными полями широкого спектра клеточных и тканевых изменений; когда плотность индуцированного тока превышает 10 мА/м2, многие из этих эффектов, вероятно, являются следствием взаимодействия с компонентами точных мембран.

Варианты воздействия ЭМП на человека разнообразны: непрерывное и прерывистое, общее и местное, комбинированное от нескольких источников и сочетанное с другими неблагоприятными факторами производственной среды и т.д. Сочетание вышеперечисленных параметров ЭМП может давать существенно различающиеся последствия для реакции облучаемого организма человека.

3. Гигиеническое нормирование ЭМП.

Гигиенические нормативы ЭМП в России разрабатываются на основании комплексных гигиенических, клинико-физиологических, эпидемиологических и экспериментальных исследований. Гигиенические исследования ставят своей целью определение интенсивностных, временных, частотных и других параметров ЭМП в реальных производственных и внепроизводственных условиях; клинико-физиологические - направлены на выявление нарушений в состоянии здоровья и физиологических функций работников и населения; эпидемиологические - на выявление отдаленных последствий воздействия фактора; экспериментальные - на изучение особенностей и характера биологического действия ЭМП.

В РФ принято выделять два варианта воздействий ЭМП: производственные и внепроизводственные. При этом выделяются 3 категории облучаемых контингентов:

14

•1-я - персонал, профессионально связанный с эксплуатацией и обслуживанием источников ЭМП (производственное профессиональное воздействие);

•2-я - персонал, профессионально не связанный с эксплуатацией и обслуживанием источников ЭМП (производственное непрофессиональное воздействие);

•3-я - население (внепроизводственное воздействие).

Обеспечение защиты персонала, профессионально не связанного с эксплуатацией и обслуживанием источников ЭМП, осуществляется в соответствии с требованиями гигиенических нормативов ЭМП, установленных для населения.

Гигиеническое нормирование гипогеомагнитного поля.

В соответствии с СанПиН 2.1.8/2.2.4.2489-09 «Гипогеомагнитные поля в производственных, жилых и общественных зданиях и сооружениях», гигиеническая оценка и нормирование ослабления геомагнитного поля производятся на основании определения его интенсивности внутри помещения, объекта, транспортного средства (далее - помещения) и в открытом пространстве на территории, прилегающей к месту его расположения, с последующим расчетом коэффициента ослабления ГМП (КоГМП).

Интенсивность ГМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (H) в А/м или в единицах магнитной индукции (B) в Тл (мкТл), которые связаны между собой.

Предельно допустимый уровень ослабления интенсивности геомагнитного поля при работе в гипогеомагнитных условиях до 2 ч за смену устанавливается равным 4.

Предельно допустимый уровень ослабления интенсивности геомагнитного поля при работе в гипогеомагнитных условиях более 2 ч за смену устанавливается равным 2.

Предельно допустимый уровень ослабления геомагнитного поля в помещениях жилых и общественных зданий (жилые комнаты и кухни квартир и общежитий, жилые помещения домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, спальные и игровые помещения в детских дошкольных учреждениях и школах-интернатах, учебные комнаты в общеобразовательных учреждениях и учреждениях профессионального образования, палаты больниц и санаториев) устанавливается равным 1,5.

Гигиеническое нормирование электростатического поля проводится в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» и ГОСТом 12.1.045-84 «ССБТ. Электрические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля», оценка и нормирование ЭСП осуществляется по уровню электрического поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену.

Гигиеническое нормирование постоянного магнитного поля в соответствии с СанПиН

2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», гигиеническая оценка и нормирование ПМП осуществляется по его уровню дифференцированно, в зависимости от времени его воздействия на работника в течение смены с учетом условий общего (на все тело) или локального (кисти рук, предплечье) облучения.

15

При необходимости пребывания персонала в зонах различной напряженностью ПМП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать ПДУ для зоны с максимальной напряженностью.

Гигиеническое нормирование ЭП и МП ПЧ – в России существуют гигиенические нормативы производственных и непроизводственных воздействий ЭП и МП ПЧ в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях»,

4. Профилактика неблагоприятного влияния ЭМП

В гигиенической практике используются три основных принципа защиты от неблагоприятного влияния от ЭМП на работников: временем, расстоянием и с помощью использования коллективных и индивидуальных средств защиты.

Организационные мероприятия включают:

-выбор рациональных режимов работы оборудования;

-выделение зон воздействия ЭМП;

-расположение рабочих мест, маршрутов передвижения обслуживающего персонала на расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение ПДУ;

-ремонт оборудования, являющегося источником ЭМП, следует проводить вне зоны влияния ЭМП от других источников;

-соблюдение правил безопасной эксплуатации источников ЭМП.

16

Инженерно-технические мероприятия

Должны обеспечивать снижение уровней ЭМП на рабочих местах путем внедрения новых технологий и применения средств коллективной и индивидуальной защиты.

Предварительные и периодические медицинские осмотры в соответствии с приказом МЗ РФ от12.04.2011 № 302н «Об утверждении перечней вредных и/или опасных производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования)» и «Порядок проведения обязательных предварительные и периодических медицинских осмотров работников, занятых на тяжелых работах и на работах с вредными и/или опасными условиями труда».

Лица, не достигшие 18-летнего возраста, и женщины в состоянии беременности допускаются к работе в условиях воздействия ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих местах не превышает ПДУ, установленный для населения.

Контрольные вопросы для самопроверки обучающихся:

1.Виды электромагнитных полей и их источники.

2.В чем проявляется биологическое действие электромагнитных полей?

3.Как осуществляется гигиеническое нормирование ЭМП.

4.Первичная и вторичная профилактика неблагоприятного влияния ЭМП.

ОСНОВНАЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

17

Основная литература:

1.Кирюшин В.А Гигиена труда. Руководство к практическим занятиям : учебное пособие / Кирюшин В.А., Большаков А.М., Моталова Т.В. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2011. - 400 с.

2.Общая гигиена [Электронный ресурс] : учебник / А. М. Большаков. - 3-е изд., перераб.

идоп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2016. - http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970436875.html 3.Гигиена труда [Электронный ресурс] : учебник / Н. Ф. Измеров, В. Ф. Кириллов - 2-е

изд., перераб. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2016. - http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970436912.html

4.Коммунальная гигиена, ч. 1 [Электронный ресурс] / Мазаев В.Т., Королев А.А., Шлепнина Т.Г. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2005. - http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN5970400947.html

5.Коммунальная гигиена, ч. 2 [Электронный ресурс] / Мазаев В.Т., Гимадаев М.М., Королев А.А., Шлепина Т.Г. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. - http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970413784.html

Дополнительная литература:

1.Общая гигиена. Руководство к лабораторным занятиям [Электронный ресурс] : учебное пособие / Кича Д.И., Дрожжина Н.А., Фомина А.В. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2015. - http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970434307.html

2. Гигиена с основами экологии человека [Электронный ресурс] : учебник / Под ред. МельниченкоП.И.-М.:ГЭОТАР-Медиа,2013.- http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970426425.html

РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ «ИНТЕРНЕТ»

1. Электронный каталог НБ ЮУГМУ http://www.lib-susmu.chelsma.ru:8087/jirbis2/index.php?option=com_irbis&view=irbis&Itemid=114

2.Электронная коллекция полнотекстовых изданий ЮУГМУ (доступ осуществляется при условии авторизации на сайте по фамилии (логин) и номеру (пароль) читательского билета) http://www.libsusmu.chelsma.ru:8087/jirbis2/index.php?option=com_irbis&view=irbis&Itemid=114

3.ЭБС «Консультант студента» - http://www.studentlibrary.ru/

4.Сайт: Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения "Центр гигиены и эпидемиологии в Челябинской области", www.fbuz74.ru

5.Электронная версия журнала «Гигиена и санитария» https://www.medlit.ru/journal/289

18