Государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тихоокеанский государственный медицинский

университет» Министерства здравоохранения

Российской Федерации

(ГБОУ ВПО ТГМУ Минздрава России)

В.А. Петров

Гигиеническая оценка

неионизирующих электромагнитных и

электростатических полей

различного происхождения

Учебное пособие

Владивосток

Медицина ДВ

2014

УДК 614.8.086.54

ББК 51.201.1

П305

Издано по рекомендации редакционно-издательского отдела

Тихоокеанского государственного медицинского университета

Рецензенты:

Шевченко Александр Васильевич, доктор медицинских наук, профессор,

заведующий кафедрой общей гигиены и здорового образа жизни ГБОУ ВПО

«Дальневосточный государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Ухабов Виктор Максимович,доктор медицинских наук, профессор,

заведующий кафедрой общей гигиены и экологии человека ГБОУ ВПО

«Пермская медицинская академия им. акад.Е.А. Вагнера»

Министерства здравоохранения Российской Федерации.

П305

Петров В.А.

Гигиеническая оценка неионизирующих электромагнитных и электростатических полей различного происхождения: учебное пособие / В.А. Петров. – Владивосток: Медицина ДВ, 2014. – 138 с. Табл. 4. Илл. 6. Формул 6. Библиогр.: 12 наимен.

Учебное пособие представляет дидактический материал для освоения студентами важного блока Федеральных государственных образовательных стандартов по специальностям подготовки «Здравоохранение и медицинские науки» с учётом соответствующих компетенций для освоения будущими специалистами (специальности Лечебное дело, Педиатрия, Медико-профилактическое дело, Стоматология, Фармация, Медицинская биохимия). Этот материал раскрывает методические подходы к контролю и оценке неионизирующих и электростатических полей техногенного происхождения, - факторов, сегодня используемых повсеместно, актуальных для будущих специалистов перечисленных выше направлений подготовки.

В качестве базиса в учебном пособии использованы современные информационные ресурсы, в том числе нормативные и методические документы Роспотребнадзора и Госстандарта России. При подготовке представляемого методического издания использован многолетний опыт его составителя в преподавании соответствующего раздела учебных программ для студентов указанных выше специальностей.

Издаётся впервые.

УДК 614.8.086.54

ББК 51.201.1

© Петров В.А., 2014

© Медицина ДВ, 2014

Содержание

Принятые в учебном пособии аббревиатуры………………………………..	4
Введение……………………………………………………………………….	5
Раздел I. Общая характеристика электромагнитных полей (ЭМП) и электростатических полей как факторов среды обитания человека………..	9
Раздел II. Гигиенические аспекты геомагнитного поля (ГМП)……………	15
Раздел III. Техногенные ЭМП и электростатические поля, их источники, особенности вредного действия на организм человека, профилактика……	22
Раздел IV. Методология измерения и оценки параметров ЭМП и электростатических полей……………………………………………………	64
Задания для самоконтроля подготовки………………………………………	81
Контрольные вопросы…………………………………………………………	81
Тестовые задания………………………………………………………………	82
Ситуационные задачи…………………………………………………………	90
Ответы к тестовым заданиям…………………………………………………	94
Ответы к ситуационным задачам…………………………………………….	95
Рекомендуемая литература……………………………………………………	101
Приложение 1. Словарь понятий и терминов в области гигиенической оценки неионизирующих и электростатических полей…………………….	103
Приложение 2. Указатель таблиц учебного пособия……………………….	110
Приложение 3. Указатель рисунков учебного пособия…………………….	110
Приложение 4. Некоторые приборы для измерения параметров ЭМП и электростатических полей……………………………………………………	111
Приложение 5. Протокол измерений электромагнитного поля промышленной частоты (форма)……………………………………………..	119
Приложение 6. Электромагнитные поля в производственных условиях: СанПиН 2.2.4.1191-03 (извлечение)………………………………………….	121
Приложение 7. Гигиенические требования к персональным электронно- вычислительным машинам и организации работы: СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 (извлечение)………………………………………	126
Приложение 8. Гигиенические требования к персональным электронно- вычислительным машинам и организации работ. Изменения № 2 к СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03: СанПиН 2.2.2/2.4.2620-10 (извлечение)……….	129
Приложение 9. Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях: СанПиН 2.1.2.2645-10 (извлечение)……………………………………………………………………	130
Приложение 10. Электромагнитные поля на плавательных средствах и морских сооружениях. Гигиенические требования безопасности: СанПиН 2.5.2/2.2.4.1989-06 (извлечение)………………………………........	131
Приложение 11. Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность: СанПиН 2.1.3.2630-10 (извлечение)……………………………………….....	132
Сведения о составителе…………………………………………………….....	138

Принятые в учебном пособии аббревиатуры

ВДП	- верхние дыхательные пути;
ЖКТ	- желудочно-кишечный тракт;
ИЛЦ	- Испытательный лабораторный центр;
IQ	- индекс интеллекта;
ЛПО	- лечебно-профилактическая организация;
ОК	- общекультурная компетенция;
ООН	- Организация объединенных наций;
ПДУ	- предельно допустимый уровень;
ПК	- профессиональная компетенция;
ПЭВМ	- персональная электронно-вычислительная машина;
Р	- Руководство;
Роспотребнадзор	- Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека;
СанПиН	- санитарно-эпидемиологические правила и нормативы;
СЗЗ	- санитарно-защитные зоны;
СИЗ	- средства индивидуальной защиты;
СМИ	- средства массовой информации;
СН	- санитарные нормы;
ССС	- сердечно-сосудистая система;
ФБУЗ	- Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения;
ФГОС	- Федеральный государственный образовательный стандарт;
ЦНС	- центральная нервная система.

Введение

Актуальность темы учебного пособия для студентов, обучающихся по специальностям, входящим в блок «Здравоохранение и медицинские науки», должная обеспечить высокий уровень мотивации к её усвоению, обусловлена следующими основными формальными и неформальными позициями:

1) изучение гигиенических аспектов неионизирующих полей как факторов среды обитания человека предусмотрено рядом компетенций ФГОС, которыми должны овладеть будущие специалисты;

2) для специалистов лечебного профиля:

а) учет профессиональной занятости пациентов, в частности, занятых в профессиях, предполагающих воздействие неионизирующих полей, в значительной степени обеспечивают постановку точного диагноза и рациональный подход к проведению лечебных мероприятий;

б) контроль параметров неионизирующих полей является весьма актуальным для ЛПО, так как они широко используются для диагностики и лечения заболеваний, а значит, выступают в роли факторов риска нарушения здоровья персонала и пациентов;

в) при большинстве заболеваний соматической и психической сферы неионизирующие поля при их сверхнормативных уровнях являются факторами риска развития патологии;

г) для пациентов уровни неионизирующих полей представляют собой слагаемые щадящего режима, который должен для них предусматриваться в связи с повышенной чувствительностью больных людей к воздействию обсуждаемых факторов;

3) специалист, работающий в любых медицинских организациях, в том числе, санитарно-эпидемиологических, – потенциальный участник процесса производственного контроля санитарно-эпидемиологического режима в этих организациях, в программу которого обязательно должен входить контроль за параметрами неионизирующих полей в рабочей среде, исходя из особой их роли в обеспечении безопасных условий трудовой деятельности.

Необходимость подготовки учебного пособия продиктована следующими причинами:

1) новые требования к содержанию и задачам подготовки специалистов по указанной выше специальности, предъявляемые соответствующими ФГОС, в частности, определяемые компетенциями, которыми должны овладеть будущие специалисты;

2) отсутствие в методическом обеспечении подготовки студентов по указанным выше специальностям полноценного, кратко представленного дидактического материала, который бы способствовал усвоению проблем, ассоциируемых с неионизирующими полями.

Необходимо отметить, что гигиеническая оценка неионизирующих полей как факторов среды обитания построена на сопоставлении фактических уровней их параметров с нормативными требованиями, что нашло воплощение в содержании основных разделов представляемого методического документа.

Следует указать также, что для гигиенической оценки неионизирующих полей система Государственного санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации содержит достаточно полноценные, в том числе и проверенные временем нормативные правовые акты (основные нормативные документы можно передавать студентам в электронном варианте).

При изложении материалов основных разделов учебного пособия использовался принцип так называемой «гигиенической триады». Согласно этому принципу, гигиеническая оценка какого-либо фактора среды обитания человека, в том числе рассматриваемого в учебном пособии, должна предусматривать 3 этапа:

1-ый этап: знакомство с природой и основными характеристиками изучаемого фактора, определяющими особенности воздействия его на организм человека;

2-ой этап: выявление характера и особенностей воздействия изучаемого фактора на организм человека;

3-ий этап: профилактика вредного действия изучаемого фактора.

Демонстрируемый принцип обеспечивает рациональный, логически построенный алгоритм при гигиенической оценке любого фактора среды обитания человека. То есть, он носит универсальный характер.

В приложении к теме учебного пособия на первом этапе важно усвоить основные физические характеристики неионизирующих полей, например, частота колебаний, их разновидности по классификации, основные источники и др. Именно эти характеристики определяют характер вредного воздействия данного фактора.

Не менее важен и 2-ой этап, так как выявление симптомокомплекса, характеризующего последствия вредного воздействия какого-либо вида неионизирующих полей диктует направления первичной, вторичной и третичной профилактики.

Без 3-го этапа «гигиенической триады» теряют смысл два первых этапа, так как профилактика вредного воздействия каких-либо видов неионизирующих полей – основная, конечная задача их гигиенической оценки.

При подготовке учебного пособия авторы стремились к тому, чтобы информацию, имеющуюся по гигиеническим проблемам неионизирующих полей, представить как можно более кратко, без детализирования, так как многолетний опыт показывает, что перегрузка дидактического материала информацией, как правило, приводит к снижению уровня усвоения этого материала студентами.

Учитывался также тот факт, что понятийный аппарат является основой основ освоения любого раздела гигиенической науки и практики. Речь идет, прежде всего, о терминологии, знание которой представляет собой основу для усвоения дидактического материала. Гигиенические аспекты неионизирующих полей в данном плане – не исключение. Многие элементы терминологии студенты осваивают в общеобразовательной школе, при изучении физики в вузе. Однако, как свидетельствует опыт, студенты в полной мере используют замечательное свойство памяти – забывать то, что некоторое время не востребовано. В связи с указанным, в приложении 1 приводится словарь понятий и терминов, с изучения которого необходимо начинать работу по освоению важного раздела учебных дисциплин, представляемого настоящим учебным пособием.

Для удобства пользователей в приложениях 2 и 3 приведены указатели таблиц и рисунков учебного пособия.

В заключение данного раздела необходимо указать, что представляемое учебное пособие является самодостаточным, то есть содержит весь необходимый материал для освоения темы, для работы с контрольными заданиями. В случаях необходимости уточнения отдельных вопросов по теме, можно использовать информационные источники, представленные в рубрике «Рекомендуемая литература».

Раздел I. Общая характеристика электромагнитных полей (эмп) и электростатических полей как факторов среды обитания человека

Данный фактор среды обитания человека можно определить как вездесущий, сопровождающий все этапы его жизни и развития.

Физическая природа ЭМП.

Изменяющееся во времени электрическое поле возбуждает магнитное поле, а изменяющееся магнитное поле – вихревое электрическое поле. Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование электромагнитного поля. Поле неподвижной или равномерно движущейся частицы неразрывно связано с носителем (заряженной частицей).

При ускоренном движении носителей электромагнитное поле «срывается» с них и существует в окружающей среде независимо, в виде электромагнитной волны, не исчезая с устранением носителя [например, радиоволны не исчезают при исчезновении тока (перемещения носителей – электронов) в излучающей их антенне]. В этом случае правомерно использование понятия электромагнитных излучений (ЭМИ). Однако в современных информационных источниках понятия ЭМП и ЭМИ, как правило, не дифференцируются и используются как синонимы.

Таким образом, ЭМП представляет собой совокупность электрическогоимагнитногополей, которые могут, при определённых условиях, порождать друг друга, а по сути, являются одной сущностью, формализуемой через понятие ЭМП.

ЭМП – это, прежде всего, сложное физическое явление. Именно физика даёт объяснения его природы и определяет возможности и условия его практического применения. Поэтому ниже представлен краткий экскурс развития учения об ЭМП в виде основных этапов.

1) Электричество и магнетизмкак физические явления были известны ещё в античные времена. Однако, до начала XIX века электричество и магнетизм рассматривались в разных разделах физики, так как считалось, что эти явления не связаны друг с другом.

2) В 1819 году датский физик Г. Х. Эрстед обнаружил, что проводник, по которому течёт электрический ток, вызывает отклонение стрелки магнитного компаса, расположенного вблизи этого проводника, из чего следовало, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны.

3) Французский физик и математик А. Ампер в 1824 году дал математическое описание взаимодействия проводника тока с магнитным полем (закон Ампера).

4) В 1831 году английский физик М. Фарадей экспериментально обнаружил и дал математическое описание явления электромагнитной индукции — возникновения электродвижущей силы в проводнике, находящемся под действием изменяющегося магнитного поля.

5) В 1864 году Дж. Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой электрическое и магнитное поля существуют как взаимосвязанные составляющие единого целого — электромагнитного поля. Эта теория с единой точки зрения объясняла результаты всех предшествующих исследований в области электродинамики, и, кроме того, из неё вытекало, что любые изменения электромагнитного поля должны порождать электромагнитные волны, распространяющиеся в диэлектрической среде (в том числе, в пустоте) с конечной скоростью, зависящей от диэлектрической и магнитной проницаемости этой среды. Для вакуума теоретическое значение этой скорости было близко к экспериментальным измерениям скорости света, полученным на тот момент, что позволило Максвеллу высказать предположение (впоследствии подтвердившееся), что свет является одним из проявлений электромагнитных волн.

Теория Максвелла уже при своем возникновении разрешила ряд принципиальных проблем электромагнитной теории, предсказав новые эффекты и дав надежную и эффективную математическую основу описанию электромагнитных явлений. Однако при жизни Максвелла наиболее яркое предсказание его теории — предсказание существования электромагнитных волн — не получило прямых экспериментальных подтверждений.

6) В 1887 году немецкий физик Г. Герц поставил эксперимент, полностью подтвердивший теоретические выводы Максвелла. Его экспериментальная установка состояла из находящихся на некотором расстоянии друг от друга передатчика и приёмника электромагнитных волн, и фактически представляла собой исторически первую систему радиосвязи, хотя сам Герц не видел никакого практического применения своего открытия, и рассматривал его исключительно как экспериментальное подтверждение теории Максвелла.

7) В XX веке развитие представлений об ЭМП и ЭМИ продолжилось в рамках квантовой теории поля, основы которой были заложены великим немецким физиком Максом Планком. Эта теория, в целом завершенная рядом физиков около середины XX века, оказалась одной из наиболее точных физических теорий, существующих на сегодняшний день.

8) Во второй половине XX века (квантовая) теория электромагнитного поля и его взаимодействия была включена в единую теорию электрослабого взаимодействия.

В настоящее время ЭМП является природным и техногенным явлением, которое интересует представителей различных наук и областей практической деятельности – физики, математики, биофизики, экологии, климатологии, медицины и многих других.

К сожалению, разработка медицинских аспектов ЭМП в XX веке значительно отставала от степени практического использования их в разных областях деятельности человека. Так, например, первые радиолокационные станции (РЛС) или так называемые радары (радарные установки) появились на вооружении Красной Армии в 1940 году, а научное обоснование и разработка мероприятий по защите от ЭМП (главным образом в диапазоне СВЧ) начались лишь в 60-е годы. В результате, у военнослужащих радиотехнических подразделений развивались необратимые изменения в организме, главным образом, в виде нарушений зрения (катаракта) и половой сферы. Именно данное обстоятельство и послужило толчком к разработке защитных мероприятий.

Впрочем, отставание разработки медицинских проблем от научно-технического прогресса характерно и для других факторов, например, ионизирующих излучений, что также обусловило большое число неблагоприятных последствий воздействия на человека этого фактора.

Следует отметить, что в настоящее время в России и за рубежом разработаны и эффективно функционируют системы профилактики вредного воздействия на организм человека обсуждаемого фактора. Причем эти системы несколько отличаются друг от друга, так как научное обоснование их осуществлялось независимо из-за соображений секретности.

Вместе с тем, имеют место существенные сложности в решении проблем профилактики вредного действия ЭМП, в частности. Можно указать на тот факт, что запретительные меры в некоторых случаях неуместны, так как использование ЭМП в небывалых масштабах во всех областях жизнедеятельности человека – это важный и необходимый атрибут современной жизни. Ограничительные же меры зачастую носят рекомендательный характер и бывают недостаточно эффективными.

Таким образом, мнение ряда специалистов о том, что ЭМП – вредный фактор жизни человека № 1 XXI века, имеет под собой объективное основание.

И ещё один фактор, затрудняющий осуществление профилактических мероприятий в отношении воздействия ЭМП, а именно: к данному фактору у населения не сформировалась так называемая разумная фобия, основанная на осознании человеком сущности неблагоприятных последствий действия ЭМП на организм. В данном плане можно отметить наличие разумной фобии к ряду факторов среды обитания человека, например, к ионизирующему излучению, химическому загрязнению окружающей среды и многим другим.

Данному фактору способствовала необъяснимая политика ВОЗ в отношении опасности ЭМП. Например, несмотря на многочисленные объективные данные о наличии вредных последствий пользования сотовой связью, полученные ещё в 60-х годах прошлого столетия, эта авторитетная международная организация признала факт наличия вредных эффектов действия ЭМП диапазона частот, используемых в сотовой связи, только в 2011 году.

Так как медицинские последствия действия ЭМП на организм человека обусловлены их физическими характеристиками, то для реализации первого компонента гигиенической триады, необходимо знать эти характеристики.

В настоящее время разработана и используется в научной и практической деятельности международная классификация ЭМП с учетом их основных физических характеристик (таблица 1).

Таблица 1