10.4. Защита от электромагнитных полей и излучений

В производственных условиях на работающих оказывает воздействие широкий спектр электромагнитного излучения (ЭМИ). В зависимости от диапазона длин волн различают: электромагнитные излучения радиочастот (10^-4…10⁷ м), инфракрасное излучение (7,5^.10^-7…<10^-4 м), видимую область (4^.10^-7…7,5^.10^-7 м), ультрафиолетовое излучение (<4^.10^-7…10^-9 м), рентгеновское излучение и гамма- излучение (<10^-9 м) и др.

Источниками электромагнитных излучений радиочастот (ЭМИ РЧ) являются устройства индукционного нагрева металлов и полупроводников, устройства диэлектрического нагрева, телевизионные и радиолокационные станции, антенны радиосвязи, приборы дефектоскопии.

Единицами ЭМИ являются: частота f (Гц), напряженность электрического поля Е (В/м), напряженность магнитного поля Н (А/м), плотность потока энергии ППЭ (Вт/м²). В ЭМИ существуют три зоны, которые различаются по расстоянию от источника ЭМИ.

Зона индукции (ближняя зона) имеет радиус, равный

R = λ/2π, (10.29)

где λ - длина волны ЭМИ

В этой зоне на человека действуют независимо друг от друга напряженность электрического и магнитного полей.

Зона интерференции (промежуточная зона) имеет радиус

λ/2π < R < 2π^.λ. (10.30)

В этой зоне одновременно воздействуют на человека напряженность электрического и магнитного поля, а также плотность потока энергии.

Зона собственно излучения (дальняя зона) характеризуется полностью сформировавшейся электромагнитной волной. В этой зоне на человека воздействует только энергетическая составляющая ЭМИ – плотность потока энергии (ППЭ).

Радиус дальней зоны составляет

R > 2π^.λ. (10.31)

Оценка воздействия ЭМИ РЧ на человека осуществляется по значениям интенсивности ЭМИ и по энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ и временем его воздействия на человека.

В диапазоне частот 30 кГц…300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля Е (В/м) и напряженности магнитного поля Н (А/м). В диапазоне частот 300 МГц…300 ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями плотности потока энергии ППЭ (Вт/м², мкВт/см²).

Энергетическая экспозиция ЭЭ в диапазоне частот 30 кГц…300 МГц определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека:

ЭЭ_E = Е^2.Т [(В/м)^2.ч]; (10.32)

ЭЭ_H = Н^2.Τ [(A/м)^2.ч]. (10.33)

В диапазоне частот ЭМИ РЧ 300 МГц…300 ГГц энергетическая экспозиция определяется как произведение плотности потока энергии на время воздействия на человека

ЭЭ_ппэ = ППЭ^.Т [(Βт/м²)^.ч], [(мкВт/см^2.ч]. (10.34)

Предельно допустимые значения интенсивности ЭМИ РЧ в зависимости времени воздействия и допустимое время воздействия в зависимости от интенсивности ЭМИ определяются по формулам:

Е_пду = (ЭЭ_E/Т)^1/2; (10.35) Т_E = ЭЭ_E/Е²; (10.36)

Н_пду = (ЭЭ_H/Т)^1/2; (10.37) Т_H = ЭЭ_H/Н²; (10.38)

ППЭ_пду = ЭЭ_ппэ/Т; (10.39) Т_ппэ = ЭЭ_ппэ/ППЭ. (10.40)

Нормирование воздействия ЭМИ РЧ осуществляется согласно нормам СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 и ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ.

Независимо от продолжительности воздействия интенсивность ЭМИ не должна превышать нормированных максимальных значений (например, 1000 мкВт/см² для диапазона частот 300 МГц…300 ГГц)

При одновременном облучении от нескольких источников ЭМИ, для которых установлены одни и те же предельно допустимые уровни (ПДУ), должны соблюдаться следующие условия:

_{n n}

(E_i^2.T_i)  ЭЭ_{E пду}; (E_i²)^1/2  E . (10.41)

^{i=1 i=1}

_{n n}

(H_i^2.T_i)  ЭЭ_{H пду}; (H_i²)^1/2  H. (10.42)

^{i=1 i=1}

_{n n}

(ППЭ_i^.T_i)  ЭЭ_{ппэ.пду}; ППЭ_i  ППЭ_пду. (10.43)

^{i=1 i=1}

При одновременном облучении от нескольких источников ЭМИ, для которых установлены разные ПДУ, должны соблюдаться следующие условия:

_{n n n}

(E_i/E_{i пду})² + (H_i /H_{i пду})² + (ППЭ_i/ППЭ_{i пду})  1; (10.44)

^{i=1 i=1 i=1}

_n

(ЭЭ_i/ЭЭ_{i пду})  1. (10.45)

ⁱ⁼¹

Защита работающих и населения от ЭМИ РЧ осуществляется путем проведения организационных и инженерно-технических, лечебно-профилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты.

К организационным мероприятиям относятся: выбор рациональных режимов работы оборудования; ограничение места и времени нахождения персонала в зоне воздействия ЭМИ (защита расстоянием и временем).

Инженерно-технические мероприятия включают: рациональное размещение оборудования; использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочее место персонала (поглощение мощности, экранирование, использование минимально необходимой мощности генератора); обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМИ РЧ.

Лечебно-профилактические мероприятия осуществляются в целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья, связанного с воздействием ЭМИ РЧ, и включают предварительные, при поступлении на работу, и периодические медицинские осмотры.

К средствам индивидуальной защиты относятся радиозащитные комбинезоны, халаты, выполненные из металлизированной ткани, щитки, шлемы и защитные очки.

Основной способ защиты от ЭМИ в окружающей среде – защита расстоянием. При размещении радиотехнических объектов рядом с селитебной (жилой) территорией планировочные решения должны учитывать мощности передатчиков, характеристики направленности излучения, рельеф местности, этажность застройки.

Для защиты населения от воздействия ЭМИ устанавливают санитарно – защитные зоны и зоны ограничения застройки согласно норм СН 245-71 и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01.

При проектировании жилых и административных зданий, расположенных в зонах действия ЭМИ, следует принимать во внимание экранирующую способность Э (дБ) строительных конструкций:

Э = 20 lg (ППЭ_пад/ППЭ_втр), (10.46)

где ППЭ_пад и ППЭ_втр – соответственно плотность потока энергии на внешней и внутренней поверхностях конструкции.

Заключение

Исторически сложилось так, что, преследуя определенные цели: добычу ресурсов, изготовление продуктов, прокладки дорог - люди старались выполнить только конкретную задачу. Просто не думали об экологических последствиях, оказываемых при этом побочных воздействиях на окружающую среду. Такой подход годился для производства создаваемых человеком материальных благ. И пока народонаселение и масштабы производства были малы по сравнению с размерами Земли, экологические последствия воспринимались как приемлемый компромисс.

Загрязнения окружающей среды является серьезной проблемой для всех стран мира. По мере роста народонаселения и масштабов производства экологические последствия становятся все более серьезными и распространенными, а нетронутые природные пространства непрерывно сокращаются. Стало ясно, что снижение качества окружающей среды уже нельзя считать приемлемым компромиссом.

Экологические проблемы настолько обострились, что без их учета нельзя не только решать политические и экономические задачи, но и получить представление о тенденциях социального развития человечества. Все это не может не оказывать отрицательного воздействия на здоровье человека.

Инженерная защита окружающей среды является одним из направлений экологической безопасности, направленной на повышение качества жизни. Технократический подход не является универсальным решением экологических проблем, но позволяет существенно сократить деградацию окружающей среды на урбанизированных территориях.

Дальнейшее развитие инженерной защиты окружающей среды находится в направлении совершенствования основных технологий производства и минимизации их воздействия на окружающую среду, что потребует дальнейшего развития и повышения качества технических природоохранных методов и средств. Это, в свою очередь, ставит задачи углубления теоретических основ техники и технологии защиты окружающей среды.

Литература

1. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. - Л.: Химия, 1974.

2. Лотош В.Е. Экология природопользования. - Екатеринбург, Изд-во УГЭУ, 2000.

3. Лотош В.Е. Технологии основных производств в природопользовании. - Екатеринбург, Изд-во УГЭУ, 1999.

4. Панин В.Ф., Сечин А.И., Федосова В.Д. Экология для инженера. /Под редакцией В.Ф.Панина. – М.: Издательский дом «Ноосфера», 2001.

5. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973.

6. Стабников В.Н., Баранцев В.И. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983.

7. Рамм В.М. Абсорбция газов. – М.: Химия, 1976.

8. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1987.

9. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. – М.: Химия, 1989.

10. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности (Основы энвайронменталистики). - Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2000.

11. Безопасность жизнедеятельности. /Под ред. С.В.Белова. - М.: Высшая школа, 1999.

12. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда). П.П.Кукин, и др. – М.: Высшая школа, 1999.

13. Охрана окружающей среды. /Под ред. С.В.Белова. - М.: Высшая школа, 1991.

14. Штокман Е.А. Очистка воздуха. - М.: Изд-во АСВ, 1999.

15. Систер В.Г., Муштаев В.И., Тимонин А.С. Экология и техника сушки дисперсных материалов. – Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 1999.

16. Зиганшин М.Г., Колесник А.А., Посохин В.Н. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. – М.: «Экопресс – 3М», 1998.

17. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. В 2-х ч. Ч.1: /Под ред. Калверта С., Инглунда Г.М. - М.: Металлургия, 1988.

18. Очистка производственных сточных вод. /Под ред. С.В.Яковлева. – М.: Стройиздат, 1985.

19. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. – М.: Стройиздат, 1990.

20. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. 2-е изд. – М.: Химия, 1984.

21. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. - М.: Химия, 1986.

22. Жуков А.И., Монгайт К.Л., Родзиллер И.Л. Методы очистки производственных сточных вод. М. -: Стройиздат, 1977.

23. Аверкин А.Г. Аппараты для физико-химической очистки воздуха. Учеб. пособие. В 2-х частях. Ч.1. Абсорберы. Пенза: ПГАСА, 2000.

24. Аверкин А.Г. Аппараты для физико-химической очистки воздуха. Учеб. пособие. В 2-х частях. Ч.2 Адсорберы. Пенза: ПГАСА, 1999.

261