2.9. Электромагнитные поля и электромагнитные излучения

2.9.1. Общая характеристика электромагнитных излучений

Биосфера на протяжении всей эволюции находилась под влиянием электромагнитных полей, так называемого фонового излучения, вызванного естественными причинами. В процессе индустриализации человечество прибавило к этому целый ряд факторов, усилив фоновое излучение. В связи с этим ЭМП антропогенного происхождения начали значительно превышать естественный фон и теперь превратились в опасный экологический фактор.

Применение радиотехнических приборов и систем, новых технологических процессов, использование которых приводит к излучению электромагнитной энергии в окружающую среду, создает ряд трудностей, связанных с отрицательным воздействием электромагнитных излучений на организм человека. Под влиянием ЭМП происходит перегрев организма, наблюдается отрицательное влияние на центральную нервную систему, эндокринную, обмена веществ, сердечно-сосудистую, на зрение. Повышается утомляемость, артериальное давление, нарушается устойчивость внимания.

ЭМП в соответствии с законами Максвелла характеризуется векторами напряженности электрического Е (В/м) и магнитного Н (А/м) полей. Векторы Е и Н бегущей электромагнитной волны в зоне распространения всегда взаимно перпендикулярны. Электрическая и магнитная составляющие поля определяются по формулам:

, (2.33)

, (2.34)

где – величина напряжения, В;– расстояние от источника излучения до точки, в которой ведется измерение, м;– сила тока, А;– радиус круга силовой линии поля проводника, м.

Так как ток, который вызывает появление ЭМП, характеризуется частотой, то электромагнитное поле также характеризуется частотой колебаний – и длинной волны –, между ними существует связь:

(2.35)

где – скорость распространения радиоволн;– частота колебаний, Гц;– период колебаний, с.

Электромагнитные излучения с частотой от 3 до Гц принадлежат к радиочастотному диапазону.

2.9.2. Действие электромагнитного излучения на организм человека, его нормирование

Электромагнитные поля негативно влияют на организм человека, который непосредственно работает с источником излучения, а также на население, которое проживает вблизи источников излучения. Установлено, что большая часть населения находится в условиях повышенной активности ЭМП. Можно считать, что в диапазоне промышленных частот (в том числе 50Гц) допустимо рассматривать влияние на биологический объект электрической и магнитной составляющих поля раздельно. В любой точке ЭМП промышленной частоты энергия магнитной составляющей поля, которая поглощается телом человека, почти в 50 раз меньше чем энергия электрической составляющей этого поля, которая поглощается телом. Это дает возможность сделать вывод, что в диапазоне промышленных частот действием магнитной составляющей поля на биологический объект можно пренебречь, а негативное влияние на организм обусловлено электрической составляющей поля.

Степень влияния электромагнитных излучений на организм человека зависит от диапазона частот, времени облучения, характера облучения, режима облучения, размеров поверхности тела, которое облучается и индивидуальных особенностей организма.

В результате действия на организм человека электромагнитных излучений в диапазоне 30кГц - 300МГц наблюдается: общая слабость, повышенная утомляемость, сонливость, нарушение сна, головная боль и боль в области сердца. Появляется раздражение, теряется внимание, нарушаются двигательно-речевые реакции.

При систематическом действии ЭМП высокой и сверхвысокой частоты на организм человека наблюдается повышение кровяного давления, выпадение волос, ломкость ногтей.

Одним из серьезных эффектов, обусловленных СВЧ-облучением, есть повреждение органов зрения. На низких частотах такие эффекты не наблюдаются и поэтому их нужно считать специфическими для СВЧ-диапазона.

Степень поражения зависит в основном от интенсивности и длительности облучения. С ростом чистоты, напряженности ЭМП, которая вызывает повреждение зрения, степень поражения уменьшается.

Острое СВЧ-облучение вызывает слезотечение, раздражение, сужение зрачков. Потом после короткого (1 - 2 суток) периода наблюдается ухудшение зрения, которое растет во время повторного облучения, что свидетельствует о кумулятивном характере поражения.

При влиянии излучения наблюдается повреждение роговицы глаз, но из всех тканей глаза наибольшей чувствительностью в диапазоне 1 - 10ГГц обладает хрусталик. Сильное повреждение хрусталика обусловлено тепловым влиянием НВЧ (при плотности более ).

Для предупреждения профессиональных заболеваний, которые возникают в результате длительных действий электромагнитных излучений, установлены предельно допустимые уровни электромагнитных излучений. В соответствии с ГОСТ 12.1.006-84 «ССБТ. Электромагнитное поле радиочастот», допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2