Классификация неионизирующих полей по диапазонам частот и волн

Основной термин	Диапазон радиочастот			Диапазон радиоволн
	параллельный термин	границы	параллельный термин		границы
1-й диапазон	Крайне низкие КНЧ	3-30 Гц	Декамегаметровые		10-100 Мм
2-й диапазон	Сверхнизкие СНЧ	30-300 Гц	Мегаметровые		10-1 Мм
3-й диапазон	Инфранизкие ИНЧ	0,3-3 кГц	Гектокилометровые		1000-100 км
4-й диапазон	Очень низкие ОНЧ	3-30 кГц	Мириаметровые		100-10 км
5-й диапазон	Низкие НЧ	30-300 кГц	Километровые		10-1 км
6-й диапазон	Средние СЧ	О,3-3 МГц	Гектометровые		1-0,1 км
7-й диапазон	Высокие ВЧ	3-30 МГц	Декаметровые		100-10 м
8-й диапазон	Очень высокие ОВЧ	30-300 МГц	Метровые		10-1 м
9-й диапазон	Ультравысокие УВЧ	0,3-3 ГГц	Дециметровые		1-0,1 м
10-й диапазон	Сверхвысокие СВЧ	3-30 ГГц	Сантиметровые		10-1 см
11-й диапазон	Крайне высокие КВЧ	30-300 ГГц	Миллиметровые		10-1 мм
12-й диапазон	Гипервысокие ГВЧ	О,3-3 ГГц	Децимиллиметровые		1-0,1 мм

6.4 Приборы для измерения параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей

В настоящее время рынок приборов и вспомогательного оборудования для измерений параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей перенасыщен. Только в базе данных методического кабинета кафедры гигиены имеются подробные характеристики около 100 наименований самых различных приборов и оборудования, их модификаций. Данное обстоятельство обусловило небывалую по масштабам конкуренцию среди фирм-производителей продукции, как отечественных, так и зарубежных. Развитие конкуренции в свою очередь «подвигает» разработчиков и производителей на повышение конкурентоспособности своей продукции, а значит на создание приборов и оборудования, в которых реализуются самые современные достижения науки и техники, в частности, широко используются цифровые технологии.

Основные направления создания новых приборов сегодня характеризуются стремлением разработчиков к конструированию:

- многофункциональных приборов (приборов с совмещенными функциями);

- приборов для измерений в широких диапазонах;

- прямопоказывающих приборов;

- приборов с интерфейсом, обеспечивающим возможность передачи результатов на ПЭВМ;

- приборов с возможностью графического отображения результатов и их автоматического анализа;

- приборов с наивысшей точностью и чувствительностью;

- приборов с высокой скоростью измерений;

- приборов с малыми габаритами и массой (переносных);

- приборов, предусматривающих сигнализацию при превышении измеряемого показателя заданного уровня;

- приборов, обеспечивающих безопасность измерений.

Несмотря на изобилие присутствующих на рынке приборов для измерения параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей, принципы их работы остаются незыблемыми.

При проведении измерений и гигиенической оценке неионизирующих электромагнитных и электростатических полей необходимо руководствоваться методологией исследований, которая включает в себя в качестве компонентов используемые методы и методики. Дифференциация этих понятий отражена в лекционном курсе «Методология научно-исследовательской деятельности в системе Роспотребнадзора».

На рисунке 1 представлена схема взаимоотношений указанных выше понятий в приложении к инструментальным гигиеническим исследованиям.

Методология

(метод +

методика +

условия их

корректной

реализации,

в т.ч. правовые)

Метод

[принцип

работы

приборов +

методика

(прибор)]

Методика

(прибор, функция)

Рис. 1. Схематическое взаимоотношение методологии, метода, методики в

приложении к инструментальным гигиеническим исследованиям

Следует отметить, что освоение методики измерения какого-либо фактора среды обитания человека с помощью соответствующего прибора и при использовании необходимого оборудования, как правило, при соответствующей мотивации не представляет сложности. Достаточно указать, что с данной задачей легко могут справиться школьники младших классов. То есть, автор считает, что основной задачей при получении навыков инструментальных гигиенических исследований является освоение именно методологии. Анализ ошибок при проведении указанных исследований свидетельствует о том, что они обусловлены, в основном, нарушением требований методологии. Например, можно вполне корректно и достаточно профессионально проводить какое-либо измерение с помощью прибора, полностью выполняя требования порядка работы с ним. Однако, если неправильно выбрана точка измерения, время измерения и т.д. (составляющие методологии), то конечный результат не будет достоверно отражать состояние измеряемого фактора. Или если при измерении какого-либо фактора не учитывался диапазон его гигиенических регламентов (нормативов), что также входит в понятие методологии, то в данном случае использование инструментальных гигиенических исследований представляется бессмысленным.

Ниже, на рисунках 2-28, приводятся фото приборов для измерения параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей, в наибольшей степени востребованных в системе Роспотребнадзора. По приборам, имеющимся на оснащение Учебно-тренажерного центра в приложениях 1 и 6 приводятся краткие дополнительные пояснения. Причем порядок работы не включен в пояснения, так как опыт свидетельствует о том, что осваивать порядок работы с приборами или знакомиться с ним необходимо при непосредственных манипуляциях с приборами. То есть, задача знакомства с приборами решается более эффективно при демонстрации порядка работы преподавателем.

Следует отметить, что данные приборы по своим характеристикам относятся к самым современным модификациям и отвечают большинству из приведенных выше характеристик, обусловливающих основные направления создания новых приборов.

Рис. 2. Измеритель электростатического потенциала ИЭСП-6 (пояснения в приложении 1)	Рис. 3. Измеритель параметров электрического и магнитного полей BE-метр-АТ-002 (пояснения в приложении 2)	Рис. 4. Измеритель поля промышленной частоты ПЗ-50В (пояснения в приложении 3)
Рис. 5. Прибор для измерения электрического и магнитного полей NFM-1 (пояснения в приложении 4)	Рис. 6. Измеритель напряженности поля ИПМ-101М	Рис. 7. Универсальный измеритель напряженности и потенциала электростатического поля СТ-01 (пояснения в приложении 5)
Рис. 8. Комплект для аттестации рабочих мест КОМБИ-01 (ВЕ-метр, СТ-01, МАС-01)	Рис. 9. Измеритель электромагнитного излучения EMR-200/300	Рис. 10. Измеритель параметров электрического и магнитного полей трехкомпонентный B&E-МЕТР-АТ-003 (пояснения в приложении 6)
Рис. 11. Измеритель параметров электрического и магнитного полей В&Е-метр-АТ-002	Рис. 12. Измеритель электростатического поля ЭСПИ-301А	Рис. 13. Измеритель электромагнитного поля промышленной частоты BE-50
Рис. 14. Индикатор уровня ЭМП промышленной частоты 50 Гц ВЕ-50И	Рис. 15. Магнитометр трехкомпонентный малогабаритный – измеритель постоянного магнитного поля МТМ-01	Рис. 16. Измеритель переменных электрических полей ИЭП-05
Рис. 17. Измеритель плотности потока энергии электромагнитного поля ПЗ-ЗЗМ	Рис. 18. Комплект для аттестации рабочих мест КОМБИ-03 (ВЕ-метр, ВЕ-50, П3-33М)	Рис. 19. Измерительный комплекс для контроля параметров импульсных электромагнитных полей ИЭМП-0,1/1000
Рис. 20. Измерительный комплекс для контроля параметров импульсных электромагнитных полей ИЭМП-0,1/150	Рис. 21. Измеритель длины волны непрерывного и импульсного лазерного излучения WaveMate	Рис. 22. Измеритель длины волны лазерного излучения в диапазоне 380-1095 нм WaveMaster
Рис. 23. Измеритель мощности лазерного излучения Sanwa LP1	Рис. 24. Измеритель мощности лазерного излучения Sanwa OPM37LAN	Рис. 25. Измеритель мощности лазерного излучения Sanwa OPM-572
Рис. 26. Измеритель мощности лазерного излучения Sanwa OPM-572MD	Рис. 27. Средство измерений энергии импульсного лазерного излучения проходного типа СИЭП-1	Рис. 28. Средство измерений пространственно-энергетических характеристик импульсного лазерного излучения СИПХ-1

6.5 Основные методические аспекты измерения и оценки параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей

Предваряя материал данного пункта, следует отметить, что указанные методические аспекты освещаются, главным образом, в приложении к производственным условиям. Данное обстоятельство обусловлено наибольшей актуальностью воздействия неионизирующих полей именно в указанных условиях. Кроме того, автору необходимо было учитывать тот факт, что объем методического документа не безразмерен.

К данному пункту относится и положение о том, что сущность гигиенической оценки параметров неионизирующих электромагнитных и электростатических полей заключается в сравнительном анализе результатов измерений параметров указанных факторов и нормативных уровней.

Важно указать, что все изложенные ниже регламенты измерения и оценки неионизирующих электромагнитных и электростатических полей подчерпнуты из действующих нормативных и методических документов систем Роспотребнадзора и Госстандарта.

6.5.1 Измерение и оценка электромагнитных полей радиочастот (ЭМП РЧ)

Основным методом контроля является инструментальное измерение уровней ЭМП приборами, приведенными в предыдущем пункте.

Основной используемый нормативный документ: СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» (извлечения представлены в приложении 10).

В диапазонах НЧ, СЧ, ВЧ и ОВЧ (5-8 диапазоны) рабочее место оператора, как правило, находится в зоне индукции, поэтому отдельно измеряют напряженность электрической и магнитной составляющих.

При обслуживании установок с диапазоном генерируемых частот УВЧ, СВЧ, КВЧ (9-11 диапазоны) рабочее место находится в волновой зоне. В связи с этим ЭМП оценивают с помощью измерения величины плотности потока энергии (ППЭ).

Перед проведением инструментального контроля ЭМП, прежде всего, необходимо правильно определить точки замеров. При этом следует учитывать, что измерения необходимо проводить на постоянных рабочих местах (или в рабочих зонах при отсутствии постоянных рабочих мест) персонала, непосредственно занятого обслуживанием источников ЭМП, а также в местах непостоянного (возможного) пребывания персонала и лиц, не связанных с обслуживанием установок, генерирующих ЭМП.

При проведении измерений ЭМП в окружающей среде при выборе точек замеров учитывают особенности местной ситуации и диаграммы направленности антенны (главные, боковые и задние лепестки).

В каждой точке, выбранной для контроля ЭМП, измерения проводят по 3 раза на различных высотах: в производственных и других помещениях на высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м (для позы «стоя») и 0,5; 0,8 и 1,4 м (при рабочей позе «сидя») от опорной поверхности. Полученные при этом значения ЭМП не должны отличаться друг от друга более чем на 15-20%.

Во время измерений установки ЭМП должны быть включены на рабочие режимы. Для предупреждения искажения картины поля в зоне проведения измерений не должны находиться лица, не занятые их выполнением, а расстояние от антенны (датчика измерительных приборов) до металлических предметов должно быть не меньше, чем указано в технических паспортах этих приборов.

Из трех значений ЭМП, полученных на каждой высоте, вычисляют среднюю арифметическую величину, которую вносят в протокол измерений.

В практике встречаются ситуации, когда в обследуемое помещение или окружающую среду одновременно поступают излучения различных частотных диапазонов, для которых установлены разные гигиенические нормативы. В этом случае измерения проводят отдельно для каждого источника при выключенных остальных. При этом суммарная интенсивность поля от всех источников в исследуемой точке должна удовлетворять следующему условию:

(1)

Е_1,2…,n – напряженность поля каждого источника ЭМП;

ПДУ_1,2…,n – предельно допустимый уровень напряженности ЭМП с учетом его частоты (диапазона).

В том случае, когда в обследуемое пространство поступают ЭМП не от одного, а от нескольких источников, для диапазона получаемых частот которых установлен один и тот же норматив, результирующую величину напряженности определяют по формуле:

, где (2)

Е_сумм. – суммарная оцениваемая напряженность поля;

Е_1,2…,n – напряженность поля, создаваемого каждым источником.

Аналогичные условия необходимо соблюдать при определении магнитной напряженности и плотности потока энергии.

При проведении измерения ЭМП диапазонов УВЧ, КВЧ, СВЧ необходимо пользоваться защитными очками и одеждой.

Повторные измерения ЭМП необходимо проводить строго в тех же точках, что и при первичном обследовании. Периодичность контроля уровней ЭМП определяется электромагнитной ситуацией объекта, но не реже раза в 3 года.

Оценку воздействия ЭМИ РЧ осуществляют по энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека. В диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ определяется напряжением электрического (Е, В/м) и магнитного (Н, А/м) полей – зона индукции. В диапазоне 300 МГц – 300 ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается плотностью потока энергии (ППЭ, Вт/м², мкВт/см²) – волновая зона.

Энергетическая экспозиция (ЭЭ) ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц, создаваемая электрическим полем, определяется по формуле:

(3)

ЭЭ_Е – энергетическая экспозиция ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц, создаваемая электрическим полем, В/м²;

Т – время воздействия ЭМИ РЧ диапазона частот 30 кГц – 300 МГц на человека, ч.

Энергетическая экспозиция ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц – 300, создаваемая магнитным полем, определяется по формуле:

(4)

ЭЭ_Н – энергетическая экспозиция ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц, создаваемая магнитным полем, (А/м²)ч;

Т – время воздействия ЭМИ РЧ диапазона частот 30 кГц – 300 МГц на человека, ч.

В случае импульсно-модулированных колебаний оценку проводят по средней (за период следования импульса) мощности источника ЭМИ РЧ и соответственно средней интенсивности ЭМИ РЧ.

Для случаев локального облучения кистей рук при работе с микрополосковыми устройствами предельно допустимые уровни воздействия определяют по формуле:

, где (5)

ППЭ_ПДУ – предельно допустимый уровень плотности потока энергии ЭМИ РЧ, мкВт/см²;

К₁ – коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 12,5 (10,00 с перемещающейся диаграммой излучения;

Т – время воздействия, ч.

При этом ППЭ на кистях не должна превышать 5000 мкВт/см².

Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ нужно определять исходя из предположения, что воздействие происходит в течение всего рабочего дня (смены).

6.5.2 Измерение и оценка электростатических электрических полей (ЭСП)

Электростатические электрические поля (ЭСП) создаются за счет неподвижных электрических зарядов и их взаимодействия. ЭСП могут существовать как в пространстве, так и на поверхности материалов и оборудования.

Основные нормативные документы для производственных условий: ГОСТ ССБТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» и СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях». Извлечения из СанПиН 2.2.4.1191-03 по нормированию ЭСП приведены в приложении 10.

ПДУ ЭСП в условиях воздействия на рабочих местах установлены для персонала:

- обслуживающего оборудование для электростатической сепарации руд и материалов, электрогазоочистки, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов и др.;

- обеспечивающего производство, обработку и транспортировку диэлектрических материалов в текстильной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, химической промышленности и в других отраслях;

- эксплуатирующего энергосистемы постоянного тока высокого напряжения;

- в некоторых специфических случаях (например, при воздействии электростатического поля, создаваемого ПЭВМ).

ЭСП характеризуется напряженностью (Е), которая является векторной величиной, определяемой отношением силы, действующей в поле на точечный электрический заряд, к величине этого заряда. Единица измерения напряженности ЭСП – В/м.

При гигиенической оценке уровня напряженности ЭСП измерения проводят на уровне головы и груди работающих не менее 3 раз. Определяющим является наибольшее значение напряженности поля.

Контроль напряженности ЭСП проводится на постоянных рабочих местах персонала или, в случае отсутствия постоянного рабочего места, в нескольких точках рабочей зоны, расположенных на разных расстояниях от источника, в отсутствие работающего.

Измерения проводят по высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м (рабочая поза «стоя») и 0,5; 0,8 и 1,4 м (рабочая поза «сидя») от опорной поверхности.

6.5.3 Измерение и оценка постоянных магнитных полей (ПМП)

ПМП создается постоянным электрическим током или веществами, имеющими свойства постоянных магнитов. Электрическое поле постоянных магнитов сосредоточено в их веществе и не выходит за его пределы.

Между ферромагнитными материалами и источниками ПМП действуют магнитные силы притяжения или отталкивания. Это явление используют при сортировке и перемещении заготовок из ферромагнетиков, в транспортных средствах с магнитной подвеской, подшипниках без трения и др.

ПМП обладают свойством изменять структуру и электрические характеристики веществ, которые используют при магнитной обработке воды для уменьшения образования накипи, улучшения качества бетона и др.

ПМП возникает также вокруг проводников с постоянным электрическим током (например, токоведущие шины электролизных ванн) – так называемое паразитное ПМП.

Силовыми характеристиками ПМП являются магнитная индукция и напряженность. Магнитная индукция (В) измеряется в Тл, напряженность (Н) – в А/м.

В производственных помещениях параметры ПМП определяют на постоянных рабочих местах персонала, а также в местах его непостоянного пребывания и возможного нахождения лиц, работа которых не связана с воздействием ПМП.

Оценка результатов измерения ПМП – по СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» (извлечение – в приложении 10).

6.5.4 Измерение и оценка электрических полей (ЭП) промышленной частоты (50 Гц)

Наличие большого количества сетей высоковольтных линий электропередач – ЛЭП (до 1150 кВ) обусловливает возможность неблагоприятного воздействия ЭМП промышленной частоты на персонал, обслуживающий действующие подстанции, проводящий строительные, монтажные, наладочные работы в зоне ЛЭП. Кроме того, неблагоприятному воздействию этих ЭП может подвергаться население, проживающее в зданиях, расположенных в зонах ЛЭП.

Интенсивность ЭП промышленной частоты оценивают по напряженности электрической и магнитной составляющих.

Напряженность электрических полей (ЭП), создаваемая ЛЭП, зависит от напряжения на линии, высоты подвеса токонесущих проводов и удаления от них. Степень воздействия ЭП на организм человека зависит как от напряженности поля, так и от времени пребывания в нем.

Измерения напряженности электрического и магнитного полей с частотой 50 Гц должны проводиться на высоте 0,5; 1,5 и 1,8 м от поверхности земли, пола или площадки обслуживания оборудования и на расстоянии 0,5 м от оборудования и конструкций, стен зданий и сооружений.

На рабочих местах, расположенных на уровне земли и вне зоны экранирующих устройств, напряженность ЭП с частотой 50 Гц допускается измерять лишь на высоте 1,8 м.

Основные нормативные документы: ГОСТ ССБТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» и СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях». Извлечения из СанПиН 2.2.4.1191-03 приведены в приложении 10.

6.5.5 Измерение и оценка магнитных полей (МП) промышленной частоты (50 Гц)

МП образуются в электроустановках, работающих на токе любого напряжения. Его интенсивность выше вблизи выводов генераторов, токопроводов, силовых трансформаторов, электросварочного оборудования и т.д.

Интенсивность воздействия МП определяется напряженностью (Н) или магнитной индукцией (В). Напряженность МП выражается в А/м (кратная величина кА/м), магнитная индукция – в Тл (дольные единицы мТл, мкТл, нТл). Индукция и напряженность МП связаны следующим соотношением:

В = _о  Н, где (6)

В – магнитная индукция, Тл (мТл, мкТл, нТл);

_о = 4  10^-7 Гн/м – магнитная постоянная;

Н – напряженность МП, А/м (кА/м).

Если В измеряется в мкТл, то 1 А/м соответствует примерно  1,25 мкТл.

При оценке МП промышленной частоты используют СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» (извлечение в приложении 10). По этому нормативному документу ПДУ МП устанавливаются в зависимости от длительности пребывания персонала в условиях общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия.

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

Напряженность (индукцию) МП на рабочих местах измеряют при приемке в эксплуатацию новых электроустановок, расширении действующих установок, оборудовании помещения для временного или постоянного пребывания персонала, находящегося вблизи электроустановки (лаборатории, кабинеты, мастерские, узлы связи и т.п.), аттестации рабочих мест.

Напряженность (индукцию) МП измеряют на всех рабочих местах эксплуатационного персонала, в местах прохода, а также в расположенных на расстоянии менее 20 м от токоведущих частей электроустановок (в том числе отделенных от них стеной) производственных помещениях, в которых постоянно находятся работники.

Продолжительность пребывания персонала определяют по технологическим картам (регламентам) или по результатам хронометража. Измерения проводят на рабочих местах на высоте 0,5; 1,5 и 1,8 м от поверхности земли (пола), а при нахождении источника МП под рабочим местом – на уровне пола, земли, кабельного канала или лотка. Результаты измерений вносятся в протокол с приложением эскиза помещения и указанием на нем точек измерения.

6.5.6 Измерение и оценка лазерного излучения (ЛИ)

Сегодня практически невозможно назвать сферы человеческой деятельности, в которых бы не использовалась лазерная техника. Данное обстоятельство обусловлено разнообразными и уникальными свойствами ЛИ. В связи с указанным, чрезвычайно высока актуальность решения гигиенических проблем ЛИ, так как риску неблагоприятного воздействия этого излучения подвержены многочисленные контингенты населения, как в производственных условиях, так и вне их.

Лазерная установка включает активную (лазерную) среду с оптическим резонатором, источник энергии ее возбуждения и, как правило, систему охлаждения.

За счет монохроматичности лазерного луча и его малой расходимости (высокой степени коллиминированности) создаются исключительно высокие энергетические экспозиции, позволяющие получить локальный термический эффект. Наличие этого эффекта является основанием для использования лазерных установок при обработке материалов (резание, сверление, поверхностная закалка и др.), в хирургии и т.д.

ЛИ способно распространяться на значительные расстояния и отражаться от границы раздела двух сред, что позволяет применять это свойство для целей локации, навигации, связи и т.д.

Путем подбора тех или иных веществ в качестве активной среды лазера можно индуцировать излучение практически на всех длинах волн, начиная с ультрафиолетовых и кончая длинноволновыми инфракрасными.

К настоящему времени наибольшее распространение в хозяйственной деятельности получили лазеры, генерирующие ЭМИ с длиной волны 0,33; 0,49; 0,63; 0,69; 1,06; 10,6 мкм. То есть, диапазон длин волн ЭМИ включает следующие области:

- ультрафиолетовую – от 0,2 до 0,4 мкм;

- оптическую – от 0,4 до 0,75 мкм;

- ближнюю инфракрасную – от 0,75 до 1,4 мкм;

- дальнюю инфракрасную – свыше 1,4 мкм.

Основными физическими величинами, характеризующими ЛИ, являются:

- длина волны (), мкм;

- энергетическая освещенность (плотность мощности, W_u), Вт/см² - отношение потока излучения, падающего на рассматриваемый небольшой участок поверхности, к площади этого участка;

- энергетическая экспозиция (Н), Дж/см² – отношение энергии излучения, определяемой на рассматриваемом участке поверхности, к площади этого участка;

- длительность импульса (_u), с;

- длительность воздействия (t), с – срок воздействия ЛИ на человека в течение рабочей смены;

- частота повторения импульсов (f_u), Гц – количество импульсов за 1 с.

При работе с лазерными установками обслуживающий персонал может подвергаться воздействию прямого (выходящего непосредственно из лазера), рассеянного (рассеянного средой, сквозь которую проходит излучение) и отраженного излучений. Отраженное ЛИ может быть зеркальным (в этом случае угол отражения луча от поверхности равен углу падения на нее) и диффузным (излучение, отраженное от поверхности в пределах полусферы по различным направлениям). Необходимо подчеркнуть, что при эксплуатации лазеров в закрытых помещениях на персонал, как правило, действуют рассеянное и отраженное излучения; в условиях открытого пространства возникает реальная опасность воздействия прямых лучей.

Органами-мишенями для ЛИ являются кожа и глаза. Воздействие на кожу зависит от длины волны ЛИ и пигментации кожных покровов. Отражающая способность кожи в диапазоне видимой части спектра высокая. ЛИ дальней инфракрасной области за счет высокого содержания воды в тканях (до 80%) интенсивно поглощается кожными покровами, что обусловливает возникновение опасности ожогов.

ЛИ оптической и ближней инфракрасной областей спектра при попадании в орган зрения достигает сетчатки, а излучение ультрафиолетовой и дальней инфракрасной областей спектра поглощается конъюнктивой, роговицей, хрусталиком. Следует отметить, что ЛИ фокусируется преломляющей средой глаза, при этом плотность мощности на сетчатке (видимое и ближнее инфракрасное излучение) увеличивается в 1000-10000 раз по сравнению с плотностью мощности на роговице.

Хроническое воздействие низкоэнергетического рассеянного ЛИ может привести к развитию неспецифических изменений в организме. Так, ЛИ видимой области приводит к нарушениям эндокринной (симпатико-адреналовой и гипофизарно-надпочечниковой систем) и иммунных систем, центральной и периферической нервной системы, белкового, углеводного и липидного обменов. У операторов, обслуживающих лазерные установки, отмечается более высокая частота астенических и вегето-сосудистых расстройств. В связи с этим, низкоэнергетическое ЛИ при хроническом воздействии выступает как фактор риска развития заболеваний, что определяет необходимость учета этого фактора при гигиеническом нормировании.

Основной нормативно-методический базис для измерения и оценки ЛИ составляют:

- Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров: СанПиН 5804-91;

- Лазерная безопасность. Общие положения: ГОСТ 12.1040-83;

- Методы дозиметрического контроля лазерного излучения: ГОСТ 12.1.031-81;

- Методические указания для органов и учреждений санитарно-эпидемиологических служб по проведению дозиметрического контроля и гигиенической оценки лазерного излучения: № 5309-90.

Дозиметрический контроль может осуществляться за лазерами, как с известными, так и неизвестными техническими параметрами ЛИ.

В первом случае определяют следующие параметры:

- плотность мощности (энергетическая освещенность) непрерывного излучения;

- плотность энергии (энергетическая экспозиция) при работе лазера в импульсном (длительность излучения не более 0,1 с, интервалы между импульсами более 1 с) и импульсно-модулированном (длительность импульса не более 0,1 с, интервалы между импульсами более 1 с) режимах.

Во втором случае дозиметрическому контролю подлежат следующие параметры ЛИ:

- плотность мощности непрерывного излучения;

- плотность энергии импульсного и импульсно-модулированного излучений;

- частота повторения импульсов;

- длительность воздействия непрерывного и импульсно-модулированного излучений;

- угловой размер источника (для рассеянного излучения в диапазоне длин волн 0,4-1,4 мкм).

Следует различать две формы дозиметрического контроля:

- предупредительный (оперативный) дозиметрический контроль;

- индивидуальный дозиметрический контроль.

Дозиметрический контроль заключается в определении максимальных уровней энергетических параметров ЛИ в точках, находящихся на границе рабочей зоны (как правило, не реже раза в год).

Индивидуальный дозиметрический контроль состоит в определении уровней энергетических параметров излучения, воздействующего на глаза, кожу конкретного работающего в течение смены. Указанный контроль проводят при работе на открытых лазерных установках (экспериментальные стенды), а также в тех случаях, когда не исключено случайное воздействие ЛИ на глаза и кожу.

Для осуществления дозиметрического контроля разработаны различные модификации лазерных дозиметров. Каждый из лазерных дозиметров имеет свои диапазоны частот измерений и предназначен для измерения параметров различных видов ЛИ (прямого, рассеянного, импульсного, импульсно-модулированного и др.). В связи с этим, лабораторное звено ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в регионах» должно быть оснащено полным набором лазерных дозиметров, без чего невозможно осуществлять контроль ЛИ.

Существуют общие требования, соблюдение которых при дозиметрии ЛИ обязательно. В частности, после установки дозиметра в заданной точке контроля и направлении отверстия входной диафрагмы его приемного устройства на возможный источник излучения регистрируется максимальное показание прибора.

При дозиметрии лазерная установка должна работать в режиме наибольшей отдачи мощности (энергии), определенной условиями эксплуатации.

В случае контроля непрерывного ЛИ показания дозиметра снимают в режиме измерения мощности (или плотности мощности) в течение 10 мин с интервалом 1 мин.

При измерении параметров импульсно-модулированного ЛИ показания дозиметра снимают в режиме измерения энергии (или плотности энергии) в течение 10 мин с интервалом 1 мин. При контроле импульсного изучения фиксируют показания прибора для 10 импульсов излучения (общее время измерений не должно превышать 15 мин). Если в течение 15 мин на дозиметр поступает менее 10 импульсов, то максимальное значение показаний выбирают из общего числа проведенных измерений.

При проведении дозиметрического контроля за лазерами (установками) необходимо соблюдать требования безопасности. Штатив с приемным устройством дозиметра должен иметь непрозрачный экран для защиты оператора во время дозиметрии. Запрещается смотреть в сторону предполагаемого излучения без защитных очков. К проведению дозиметрического контроля допускаются лица, получившие специальные удостоверения, выданные квалификационной комиссией и дающие право работать на электроустановках с напряжением свыше 1000 В.

ПДУ ЛИ устанавливаются для двух условий облучения – однократного и хронического в трех диапазонах длин волн:

I диапазон: 180<380 нм;

II диапазон: 380<1400 нм;

III диапазон: 1400<105 нм.

Нормируемыми параметрами ЛИ являются:

- энергетическая экспозиция (Н), Дж/м^-2;

- облученность (Е), Втм^-2.

6.5.7 Измерение и оценка ЭМП в условиях медицинских организаций

Измерение и оценка параметров ЭМП в условиях медицинских организаций проводятся в точном соответствии с регламентами, изложенными в пунктах 6.5.1-6.5.6.

Следует отметить, что в приложении 8 к СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность» приводится удачно построенная таблица, в которой отражены основные нормируемые показатели ЭМП в медицинских организациях. Извлечение из указанного нормативного документа – в приложении 12 к настоящей разработке, в котором приводятся значения и других нормируемых показателей.

6.5.8 Общие аспекты вредного действия ЭМП

1995 г. ВОЗ официально введен термин «глобальное электромагнитное загрязнение окружающей среды», включившей Международный электромагнитный проект (WHO International EMF Project) в перечень приоритетных для человечества, что подчеркивает актуальность и значение, придаваемое международной общественностью этой теме.

Вредное действие ЭМП условно разделяется на специфическое и неспецифическое. Первое из них обусловлено термическим эффектом действия ЭМП в связи с трансформацией в биологических тканей электромагнитной энергии в тепловую. Неспецифическое действие может характеризоваться самыми разнообразными нарушениями в организме, некоторые механизмы развития и проявления которых представлены ниже.

Влияние ЭМП на клетку

Механизмы воздействия

- ЭМП воздействует на заряженные частицы и токи;

- энергия поля на уровне клетки преобразуется в другие виды энергии;

- атомы и молекулы в электрическом поле поляризуются и ориентируются по направлению распространения магнитного поля;

- в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей, после воздействия внешнего поля возникают ионные токи;

- переменное электрическое поле вызывает нагрев тканей живых организмов за счет переменной поляризации диэлектрика и появления токов проводимости;

- тепловой эффект есть следствие поглощения энергии ЭМП;

- чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее выражены указанные эффекты;

- до величины 1=10 мВт/м, условно принятой за тепловой порог, избыточное тепло отводится за счет механизма терморегуляции;

- наиболее чувствительны к перегреву органы зрения, мозг, гонады, почки, желчный и мочевой пузырь (наиболее «обводненные» органы);

- для детей особую опасность представляет тонко-полевое излучение;

- в период формирования организма взаимодействие с сотовым телефоном и другими источниками ЭМП приводит к резкому старению клеток головного мозга и всего организма;

- в конечном итоге - появление соответствующих заболеваний.

Характер воздействия

- влияние на организм на уровне физико-химических условий протекания ферментных реакций в клетках;

- ЭМП является стрессорным механизмом, воздействующим на его регуляторные системы;

- биологическое действие ЭМП сводится в основном к индуцированию токов в тканях;

- в результате - непосредственное воздействие поля на клеточном уровне, в первую очередь на мембранные структуры;

- под действием ЭМП изменяется скорость диффузии через мембраны, ориентация биологических макромолекул и состояние электронной структуры свободных радикалов;

- биологическое действие ЭМП имеет, в основном, неспецифический характер и связано с изменением активности регуляторных систем организма;

- мишенью для инициации любого адаптирующего эффекта являются плазматические и внутриклеточные мембраны, ограничивающие различные органеллы и внутриклеточные компоненты;

- имеет место большая чувствительность клеточных мембран к действию самых различных химических и физических агентов, в том числе к ЭМП;

- морфологические и функциональные нарушения мембран обнаруживаются практически сразу после облучения и при очень малых дозах;

- изменение ионного состава приводит к активизации транспорта катионов натрия;

- изменение ионного состава приводит к активации перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот;

- изменение ионного состава приводит к разобщению процессов окисления.

Влияние ЭМП на живые организмы:

- снижение двигательной активности и выживаемости микроорганизмов;

- увеличение смертности микроорганизмов;

- ухудшение регенерации тканей;

- нарушение эмбрионального и личиночного развития;

- снижение биохимических реакций, нарушение метаболизма;

- снижение энергетического потенциала во всех жизненно важных системах.

Влияние ЭМП на нервную систему

Экспериментальные данные

- установлено наличие прямого действия ЭМП на мозг, мембраны нейронов, память, условнорефлекторную деятельность;

- в модельных экспериментах показана возможность влияния слабых электромагнитных полей на процессы синтеза в нервных клетках;

- получены отчетливые изменения импульсации корковых нейронов, приводящие к нарушению передаваемой информации в структуры мозга;

- при воздействии ЭМП в сверхвысокочастотном диапазоне может развиться нарушение кратковременной памяти;

- уменьшается сексуальное влечение к противоположному полу, падает потенция (центральное происхождение);

- нервные импульсы – это слабые токи, а, например, мобильный телефон – источник подобных токов, и поэтому его сигнал создает помехи в работе нервной системы.

Основные проявления действия ЭМП на нервную систему

- раздражительность;

- быстрая утомляемость;

- ослабление памяти;

- нарушение сна;

- суетливость;

- общая напряженность;

- неврозы;

- нервно-психические расстройства;

- компьютерная зависимость;

- сотомания, SMS-мания.

Влияние ЭМП на иммунную систему (основные проявления):

- изменение характера инфекционного процесса;

- нарушения белкового обмена, а значит, иммуногенеза;

- снижение содержания альбуминов в крови;

- повышение –глобулина в крови;

- ЭМП выступает в качестве аллергена;

- нарушение выработки гормона мелатонина.

Основные аспекты действия ЭМП на половую систему и репродуктивную функцию:

- снижение функции сперматогенеза;

- нарушение менструального цикла;

- замедление эмбрионального развития;

- рождение детей с пороками развития;

- снижение лактации у кормящих матерей;

- снижение половой активности.

Основные аспекты действия ЭМП на сердечно-сосудистую систему:

- развитие кардионеврозов;

- риск развития стенокардии и инфаркта миокарда;

- нарушения электрокардиограммы;

- нарушение ритма сердечной деятельности;

- нарушения проводимости нервных импульсов миокарде.

Основные аспекты действия ЭМП на детский организм:

- снижение уровня и темпов умственного и физического развития;

- снижение темпов роста;

- снижение познавательной функции, связанное, в свою очередь, со снижением памяти;

- развитие психотропных реакций и нарушений.

В таблице 6 приводятся данные об изменениях в организме в зависимости от интенсивности ЭМИ. Эти данные носят лишь самый общий характер, так как в большинстве случаев не учитывают экспозицию воздействия ЭМП.

Таблица 6

Изменения в организме в зависимости от интенсивности ЭМИ

Интенсивность ЭМИ, мВт/см^2	Наблюдаемые изменения
600	Болевые ощущения в период облучения
200	Угнетение окислительно-восстановительных процессов в ткани
100	Повышенное артериальное давление с последующим его снижением; в случае воздействия - устойчивая гипотензия. Двухсторонняя катаракта
40	Ощущение тепла. Расширение сосудов. При облучении 0,5-1 ч повышение давления на 20-30 мм рт. ст.
20	Стимуляция окислительно-восстановительных процессов в ткани
10	Астенизация после 15 мин. облучения, изменение биоэлектрической активности головного мозга
8	Неопределенные сдвиги со стороны крови с общим временем облучения 150 ч, изменение свертываемости крови
6	Электрокардиографические изменения, изменения в рецепторном аппарате
4-5	Изменение артериального давления при многократных облучениях, непродолжительная лейкопения, эритропения
3-4	Ваготоническая реакция с симптомами брадикардии, замедление электропроводимости сердца
2-3	Выраженный характер снижения артериального давления, тенденция к учащению пульса, незначительные колебания объема сердца
1	Снижение артериального давления, тенденция к учащению пульса, незначительные колебания объема крови сердца. Снижение офтальмотонуса при ежедневном воздействии в течение 3,5 месяцев
0,4	Слуховой эффект при воздействии импульсных ЭМП
0,3	Некоторые изменения со стороны нервной системы при хроническом воздействии в течение 5-10 лет
0,1	Электрокардиографические изменения
до 0,05	Тенденция к понижению артериального давления при хроническом воздействии

Основные контингенты повышенного риска поражения ЭМП:

- дети;

- беременные (эмбрион);

- с заболеваниями центральной нервной системы;

- с заболеваниями гормональной системы;

- с заболеваниями сердечно-сосудистой системы;

- с гиперсенсибилизацией (аллегрики);

- с ослабленным иммунитетом;

- работающие в условиях непосредственного воздействия ЭМП.

6.5.9 Вредное воздействие факторов, сопутствующих работе с ПЭВМ, измерение и оценка ЭМП, создаваемых ПЭВМ

Вредное воздействие факторов, сопутствующих работе с ПЭВМ

При несоблюдении санитарно-гигиенических правил и норм работа на компьютере может привести к развитию ряда заболеваний. На состояние здоровья могут влиять такие вредные факторы, как длительное неизменное положение тела, вызывающее мышечно-скелетное нарушение, постоянное напряжение глаз, воздействие радиации (излучения от высоковольтных элементов схемы дисплея и электронно-лучевой трубки), влияние электростатических и электромагнитных полей. Существует тесная взаимосвязь между эргономикой (научной организацией рабочего места) и уровнем психологических расстройств и нарушением здоровья.

Светотехнические параметры дисплея, размеры монитора и символов, цветовые параметры, яркость дисплея, частота обновления кадров и общая освещенность в помещении влияют на состояние зрения. Низкая освещенность дисплея ухудшает восприятие информации, а слишком высокая приводит к уменьшению контраста изображения знаков, что вызывает усталость глаз. Основными осложнениями при длительной работе на компьютере являются утомление глаз и возникновение головной боли. Существенным фактором, влияющим на утомление глаз, является частота перевода взгляда с дисплея на клавиатуру. Это объясняет большую утомляемость начинающих операторов.

Работа на близком расстоянии (менее 50 см) вызывает покраснение глаз, слезотечение, резь и ощущение инородного тела в глазах, что может привести к их сухости, светобоязни, плохой видимости в темноте (в некоторых случаях заболевание катарактой) из-за постоянных электромагнитных излучений дисплея.

При работе дисплея регистрируется слабое рентгеновское, ультрафиолетовое, инфракрасное, микроволновое излучения, низко- и ультранизкочастотное электромагнитное поле. Исследования показали, что на состояние здоровья оператора, который проводит не менее 20 ч в неделю за компьютерными терминалами, могут влиять такие вредные факторы, как электростатические и электромагнитные поля, воздействие радиации. Все это может привести к появлению головных болей и дисфункции ряда органов.

У женщин, работающих на компьютере, выкидыши в первые 3 месяца беременности возникают в 2 раза чаще, чем у работающих на других производствах. Вероятность рождения детей с врожденными пороками развития увеличивается в 2,5 раза. Наблюдается также рост заболеваемости центральной нервной системы в 4,6 раза, сердечно-сосудистой — в 2, верхних дыхательных путей — в 4,1, желудочно-кишечного тракта — в 2, опорно-двигательной системы — в 3 раза. Отмечено, что работа сосудов головного мозга ослабляется на 7 % за 2 ч непрерывной работы и на 20 % — за 4 ч, сосудов глаз — соответственно на 16 и 43 %, молочной железы — на 12 и 20 % и т.д. Следует отметить, что все нормы рассчитаны на здоровых людей, а если у человека есть определенные патологические отклонения, то степень поражения резко возрастает.

Европейское экономическое сообщество выпустило директиву № 26/054/ЕЕС, в которой указано, что оператор должен быть информирован о возможном вреде здоровью и необходимых мерах безопасности. В ряде стран, например Германии, оператор ЭВМ включен в перечень наиболее опасных профессий.

Имеются данные, показывающие, что при работе с дисплеем в течение 2—6 ч и более в день повышается риск заболевания экземой из-за наличия электростатического и возможно электромагнитного полей, которые являются причиной повышения концентрации положительных аэроионов в рабочей зоне оператора.

Длительная работа с компьютером приводит к снижению внимания и восприятия, ухудшению переработки информации, утомлению и головным болям, возникновению негативно-эмоциональных состояний (например, депрессии). Интенсивная продолжительная работа на компьютере может быть причиной профессиональных заболеваний из-за повторяющихся нагрузок, а также из-за высокого расположения клавиатуры, неправильной высоты кресла, положения кистей рук во время работы или высокого положения поверхности стола. Все это приводит к возникновению таких болезней нервов, мышц и сухожилий, как:

1) тендовагинит кистей, запястья, плеч;

2) травматический эпикондилит (раздражение сухожилий предплечья и локтевого сустава);

3) ущемление медиального нерва рук;

4) хроническая боль шейного и поясничного отдела позвоночника из-за неизменной рабочей позы.

Электромагнитные излучения ухудшают работу сосудов головного мозга, что вызывает ослабление памяти, глаз, могут быть катализатором ряда заболеваний.

Измерение и оценка ЭМП

Приводим извлечение из СанПиН 2.2.2/2.4.1340—03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» (приложение 3 к документу):

Методика

инструментального контроля и гигиенической оценки уровней

электромагнитных полей на рабочих местах