18.3. Электромагнитные поля. Их действие на человека и принципы гигиенического нормирования

Электромагнитное поле (ЭМП) также имеет всегда две взаимосвязанные стороны – электрическое поле и магнитное поле. Вместе с тем можно создать условия, когда в некоторой области пространства обнаруживаются только электрические или только магнитные явления.

Электромагнитное поле представляет особую форму материи. Всякая электрически заряженная частица окружена электромагнитным полем, составляющим с ней единое целое. Но электромагнитное поле может существовать и в свободном, отделенном от заряженных частиц, состоянии в виде движущихся со скоростью, близкой к 3,10⁸ м/с, фотонов или вообще в виде излученного движущегося с этой скоростью электромагнитного поля (электромагнитных волн).

Естественными источниками электромагнитных полей и излучений являются: атмосферное электричество, радиоизлучения солнца и галактик, электрическое и магнитное поля Земли. Все промышленные и бытовые электро- и радиоустановки являются источниками искусственных полей и излучений, но разной интенсивности. Электростатические поля возникают при работе с легко электризующимися материалами и изделиями, при эксплуатации высоковольтных установок постоянного тока.

Источниками постоянных и магнитных полей являются: электромагниты, соленоиды, магнитопроводы в электрических машинах и аппаратах, литые и металлокерамические магниты, используемые в радиотехнике.

Источниками электрических полей промышленной частоты (50 Гц) являются: линии электропередач, открытые распределительные устройства, включающие коммутационные аппараты. Устройства защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные, соединительные шины, вспомогательные устройства, а также все высоковольтные установки промышленной частоты.

Магнитные поля промышленной частоты возникают вокруг любых электроустановок и токопроводов промышленной частоты. Чем больше ток, тем выше интенсивность магнитного поля.

Источниками электромагнитных излучений радиочастот являются мощные радиостанции, антенны, генераторы сверхвысоких частот, установки индукционного и диэлектрического нагрева, радары, измерительные и контролирующие устройства, исследовательские установки, высокочастотные приборы и устройства в медицине и в быту.

Источником электростатического поля и электромагнитных излучении в широком диапазоне частот (сверх- и инфранизкочастотном. радиочастотном, инфракрасном, видимом, ультрафиолетовом, рентгеновском) являются персональные электронно-вычислительные машины (ПЭВМ) и видеодисплейные терминалы (ВДТ) на эпектронно-лучевых трубках, используемые как в промышленности, научных исследованиях, так и в быту. Главную опасность для пользователей представляет электромагнитное излучение монитора в диапазоне частот 20 Гц-300 МГц и статический электрический заряд на экране.

Источником повышенной опасности в быту с точки зрения электромагнитных излучении являются также микроволновые печи, телевизоры любых модификаций, радиотелефоны. В настоящее время признаются источниками риска в связи с последними данными о воздействии магнитных полей промышленной частоты: электроплиты с электроподводкой, электрогрили, утюги, холодильники (при работающем компрессоре).

Электромагнитные поля (ЭМП), создаваемые человеком, во много раз выше среднего уровня естественных полей. Радиопередающие устройства, ЛЭП и другие устройства создают ЭМП, оказывающие влияние на объекты биосферы. Неблагоприятные последствия действия ЭМП на организм могут проявляться при напряженности 1000 В/м. ПДУ для населенных мест 2 10 В/м. Под ЛЭП напряженность может достигать нескольких тысяч [...]

Время пребывания человека в зоне действия электромагнитного поля, создаваемого токами промышленной частоты напряжением больше 400 кВ, необходимо ограничивать, так как появляется головная боль, расстройство сна, ухудшение памяти, раздражительность, депрессия, функциональные нарушения ЦНС и сердечно-сосудистой системы. ГОСТ 12.1.002-84 - нормирует нахождение персонала в зоне электроустановок для электрических полей 50 Гц.

ГОСТ 12.1.045-84 - нормирует допустимые уровни напряженности электростатических полей.

Санитарные нормы СН 1742-77 нормируют напряженность магнитного поля на рабочем месте (<- 8 кА/м)

Характеристики магнитного поля.

Характеризуется векторами напряженности эл. Е(В/м) и магнитного H(А/м) полей. Эти векторы взаимно перпендикулярны.

Распространение электромагнитных волн связано с переносом энергии в поле. Вектор плотности потока энергии (интенсивность) электромагнитных волн (Вт/м²) называется вектором Умова-Пойтинга и определяется по формуле:

I = Е • H

Согласно теории электромагнитного поля пространство около источника переменного или магнитного полей делится на две зоны:

1. ближняя зона (зона индукции)

2. зона излучения

В зоне индукции еще не сформировалась бегущая электромагнитная волна и электрическое и магнитное поле можно считать независящими друг от друга, поэтому нормирование в этой зоне ведется как по электрической, так и по магнитной составляющей поля. В зоне излучения (волновая зона) поле характеризуется бегущей электромагнитной волной, наиболее важным параметром, которой является плотность потока мощности и нормирование в этой зоне ведется по интенсивности, которая обратно пропорциональна квадрату расстояния до точечного источника:

Воздействие электромагнитного поля на человека

Зависит от напряженности электрического и магнитного полей, интенсивности потока энергии, частоты колебаний, локализации облучений на поверхности тела и индивидуальных особенностей организма.

Механизм этого воздействия заключается в поляризации молекул тела человека и их ориентации по направлению внешнего поля. Появляются ионные токи. Переменное электрическое поле вызывает нагрев тканей за счет переменной поляризации диэлектриков, так и за счет появления токов проводимости.

Поглощение энергии и возникновение ионных токов сопровождается нарушением тонкой структуры электрических потенциалов и циркуляции жидкости в клетках и внутренних органах.

Переменное магнитное поле приводит к изменению ориентации магнитных моментов атомов и молекул.

Чем больше напряженность поля и чем больше время воздействия, тем указанные эффекты сильнее.

Увеличение частоты приводит к увеличению проводимости тела, доли поглощенной энергии и уменьшению глубины проникания волн. Волны с л < 10 см. в значительной степени поглощаются кожей, а л =• 10-30 см. - во внутренних органах (но это излучение наиболее вредно).

19.1. см. № 21.1.

19.2. ПДВ и ВСВ.

ПДВ – предельно-допустимый выброс – максимально-допустимое к выбросу количество загрязняющих веществ к отдельным источникам в единицу времени (т/год, г/сек).

ПДВ = Кр (ПДК – Сф) - ф-ла для понимания смысла ПДВ.

Кр – коэффициент разбавления – то количество чистого воздуха, которое необходимо для разбавления вещества, чтобы достигнуть ПДК.

Сф – фоновая концентрация.

(ПДК – Сф)Н2

ПДВ = -------------------VT

АFmnμ

V – объем выбрасываемого вещества, м3/сек.

Т – разность температур выбрасываемого вещества и окружающего воздуха.

А – коэффициент температурной стратификации атмосферы, зависит от турбулентного обмена.

F – коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ

M, n – безразмерные коэффициенты, характеризующие условия выхода вещества из устья источника

μ - коэф-т рельефной местности

Н – высота источника выброса (для наземных источников 2 метра)

Нормативы ПДВ загрязняющих веществ в атмосферу определяются с учетом выбросов загрязняющих веществ от всех других источников в данном районе и перспектив развития пр-ия.

ПДВ устанавливают в зависимости от местоположения источника выбросов по отношению к жилым районам, условий рассеивания загрязняющих веществ н географическом районе, температуры окружающего воздуха, рельефа местности и других факторов.

Нормативы ПДВ устанавливаются на основании расчетов приземных концентраций на границе жилой зоны и сопоставления этих результатов с ПДК отдельно для каждого из загрязняющих веществ, содержащегося в выбросах источников.

В тех случаях, когда количество выбросов какого-либо вещества больше норматива ПДВ, установленного для предприятия, объем выброса этого вещества принимается как временно согласованный выброс (ВСВ). Допустимость такого выброса согласовывается с органами Госкомприроды на ограниченный период. В этом случае для достижения ПДВ предусматриваются различные мероприятия, включающие изменение технологии, сырья, топлива, систем очистки газов, высоты выброса и т.п.

Осуществление мероприятий, необходимых для достижения ПДВ, требует значительных капиталовложений. Поэтому величины ВСВ устанавливаются на период, пока эти мероприятия не будут осуществлены.

Нормативы ПДВ рассчитывают при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях.