WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 21 | 22 || 24 | 25 |   ...   | 33 |

Переменное поле вызывает нагрев тканей человека как за счет переменной поляризации диэлектрика, так и за счет появления токов проводимости. Тепловой эффект является следствием поглощения энергии электромагнитного поля. На высоких частотах, прежде всего в диапазоне радиочастот (105-1011 Гц), энергия проникшего в организм поля многократно отражается, преломляется в многослойной структуре тела с разными толщинами слоев тканей. Вследствие этого поглощается энергия ЭМП неодинаково, отсюда воздействие на разные ткани происходит также неодинаково.

Тепловая энергия, возникшая в тканях человека, увеличивает общее тепловыделение тела. Если механизм терморегуляции тела не способен рассеять избыточное тепло, возможно повышение температуры тела. Это происходит, начиная с интенсивности поля равной 100 Вт/м2, которая называется тепловым порогом. Органы и ткани человека, обладающие слабо выраженной терморегуляцией, более чувствительны к облучению (мозг, глаза, почки, кишечник, семенники). Перегревание тканей и органов ведет к их заболеваниям, а повышение температуры тела на 1 °С и выше недопустимо из-за возможных необратимых изменений.

Исследования показали, что влияние ЭМП высоких частот, и особенно СВЧ, на живой организм обнаруживается и при интенсивностях ниже тепловых порогов, т.е. имеет место их нетепловое воздействие, которое, как предполагают, является результатом ряда микро- процессов, протекающих под действием полей. Отрицательное воздействие ЭМП вызывает обратимые, а также необратимые изменения в организме:

торможение рефлексов, понижение кровяного давления (гипотония), замедление сокращений сердца (брадикардия), изменение состава крови в сторону увеличения числа лейкоцитов и уменьшения эритроцитов, помутнение хрусталика глаза (катаракта).

Субъективные критерии отрицательного воздействия ЭМП — головные боли, повышенная утомляемость, раздражительность, нарушение сна, одышка, ухудшение зрения, повышение температуры тела.

Наряду с биологическим действием, электростатическое поле и электрическое поле промышленной частоты обусловливают возникновение разрядов между человеком и другим объектом, имеющим иной, чем у человека, потенциал. Зарегистрированные при этом токи не представляют особой опасности, но могут вызывать неприятные ощущения. В любом случае такого рода воздействия можно предотвратить путем простого заземления крупногабаритных (автобус, крыша деревянного здания и пр.) и протяженных (трубопровод, проволочная изгородь и т.п.) объектов, так как на них из-за большой емкости накапливается достаточный заряд и существенный потенциал, которые могут обусловить заметный разрядный ток.

В последнее время появляются публикации о возможном влиянии неинтенсивных магнитных полей на возникновение злокачественных заболеваний. В частности, ученые Швеции обнаружили у детей до 15 лет, проживающих около ЛЭП, что при магнитной индукции 0,2 мкТл они заболевают лейкемией в 2,7 раза чаще, чем в контрольной группе;

удаленной от ЛЭП, и в 3,8 раза чаще, если индукция выше 0,3 мкТл, т.е.

при напряженности магнитного поля около 0,24 А/м! Существует большое количество гипотез, объясняющих биологическое действие магнитных полей. В основном они сводятся к индуктированию токов в живых тканях и непосредственному влиянию поля на клеточном уровне. В таблице 26 приведены значения напряженности постоянного и низкочастотного магнитного поля, при которой начинает проявляться тот или иной физический механизм при воздействии магнитных полей.

Относительно безвредными для человека в течение длительного времени следует признать МП, имеющие порядок геомагнитного поля и его аномалий, т.е. напряженности МП не более 0,15-0,2 кА/м. При более высоких напряженностях МП начинает проявляться реакция на уровне организма. Характерной чертой этих реакций является длительная задержка относительно начала действия МП, а также ярко выраженный кумулятивный эффект при длительном действии МП. В частности, эксперименты, проведенные на людях, показали, что человек начинает ощущать МП, если оно действует не менее 3-7 с. Это ощущение сохраняется некоторое время (около 10 с) и после окончания действия МП.

Таблица Проявление физических механизмов в зависимости от напряженности магнитного поля Физические механизмы действия магнитного поля, Напряженность МП, кА/м источники МП, биологические уровни Нарушение пространственной ориентации биомолекул Магниторядротормозной эффект Изменение электропроводности воды ЭДС самоиндукции, соответствующая собственным биопотенциалам Магнитные эффекты в химических реакциях 8-Увеличение вязкости воды ПДУ при 8-часовомрабочем дне для постоянного МП Курская магнитная аномалия 0,Геомагнитное поле 0,025-0,Интересные данные получены проф. А. В. Сосу новым: постоянное магнитное поле напряженностью 48 кА/м стимулировало рост раковых клеток в тканевых культурах, а при напряженности 160 кА/м большинство раковых клеток погибало.

В развитие сведений о воздействии магнитных полей приведем результаты экспериментов Института гигиены труда им. Ф. Ф. Эрисмана.

Сотрудники этого института установили, что вода, обработанная магнитным полем в 160 кА/м не вызывает серьезных изменений в организме подопытных крыс. Когда же крысы начинали пить воду, обработанную более сильным магнитным полем (400 кА/м), то у них возникали предпатологические изменения в нервной и кровеносной системах, а также в самой крови. Все это указывает на неоднозначность реакций организма на воздействие ЭМП, прежде всего его магнитной составляющей, и предопределяет большую осторожность при использовании ЭМП, а также тщательность и серьезное обоснование при гигиеническом нормировании полей.



4.5. Принципы нормирования электромагнитных полей В настоящее время в качестве определяющего параметра при оценке влияния поля как электрического, так и магнитного частотой до 10-30 кГц принято использовать плотность индуктированного в организме электрического тока. Считается, что плотность тока проводимости j<0,мкА/см2, индуктированного внешним полем, не влияет на работу мозга, так как импульсные биотоки, протекающие в мозгу, имеют большие значения. В таблице 31 представлены возможные эффекты в зависимости от плотности тока, наведенного переменным полем в теле человека.

Оценку опасности для здоровья человека выводят из связи между значением плотности тока, наведенного в тканях, и характеристиками ЭМП. Плотность тока, индуктированного магнитным полем, определяется из выражения: j=RfB, где B - магнитная индукция, Тл, В=H; f - частота, Гц; — удельная проводимость Для удельной проводимости мозга принимают =0,2 Ом/м, для сердечной мышцы =0,25 Ом/м. Если принять радиус R=7,5 см для головы и 6 см для сердца, произведение R получается одинаковым в обоих случаях. При таком подходе безопасная для здоровья магнитная индукция получается равной около 0,4 мТл при 50 или 60 Гц, что эквивалентно напряженности магнитного поля Н300 А/м.

Плотность тока, индуцированного в теле человека электрическим полем, оценивают по формуле: j=k·f·Е, с различными коэффициентами к для области мозга и сердца. Для ориентировочных расчетов, поскольку важно оценить порядок плотности тока j, принято k=3·10-3 Ом/Гц м.

В области частот от 30 до 100 кГц механизм воздействия полей через возбуждение нервных и мышечных клеток уступает место тепловому воздействию и в качестве определяющего фактора принимается удельная мощность поглощения. При этом считается в соответствии с различными международными предписаниями, что для энергии, поглощенной телом человека, достаточно безопасным пределом является 0,4 Вт/кг (в стандарте ФРГ — VDE 0848, часть 2). В диапазоне частот от 100 МГц до 3 ГГц следует учитывать резонансные эффекты в теле и в области головы, на что при нормировании должна быть сделана поправка.

Таблица Возможные эффекты в зависимости от плотности тока, наведенного переменным полем в теле человека Плотность индуктированного Наблюдаемые эффекты тoкa j, мкA/cм0,1 Нет Мелькание световых кругов в глазах, аналогичное при 1,надавливание на глазное яблоко Острые невралгические симптомы, подобные тем, что 10-50 вызываются электрическим током, т.е. проявляется стимуляция сенсорных рецепторов и мышечных клеток Возрастает вероятность фибрилляции желудочка сердца, Более 100 остановка сердечной деятельности, длительный спазм дыхательных мышц, серьезные ожоги 4.6. Нормирование ЭМП радиочастот Для предупреждения заболеваний, связанных с воздействием радиочастот, установлены предельно допустимые значения напряженности и плотности потока энергии (ППЭ) на рабочем месте персонала и для населения.

Согласно ГОСТ 12.1.006-84, напряженность ЭМП в диапазоне частот 60 кГц — 300 МГц на рабочих местах персонала в течение рабочего дня не должна превышать установленных предельно допустимых уровней (ПДУ):

по электрической составляющей, В/м:

50 — для частот от 60 кГц до 3 МГц;

20 — для частот свыше 3 МГц до 30 МГц;

10 — для частот свыше 30 МГц до 50 МГц;

5 —для частот свыше 50 МГц и до 300 МГц;

по магнитной составляющей, А/М.:

5 — для частот от 60 кГц до 1,5 МГц;

0,3 — для частот от 30 МГц до 50 МГц.

В настоящее время в соответствии со стандартом СЭВ 5801-86, а также согласно СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 определяют ПДУ в диапазоне частот 60 кГц — 300 МГц исходя из энергетической нагрузки (ЭН), которая представляет собой произведение квадрата напряженности поля на время его воздействия. Энергетическая нагрузка, создаваемая электрическим полем, равна ЭНЕ=Е2Т, магнитным — ЭНН=Н2Т. Откуда значение ПДУ Е и Н находят из следующих выражений:

Значения ПДУ энергетической нагрузки в течение рабочего дня, а также ПДУ составляющих поля для короткого промежутка времени, определенные по представленным формулам, указаны в таблице 31.

Таблица Значения ПДУ энергетической нагрузки в течение рабочего дня, а также ПДУ составляющих поля для короткого промежутка времени Предельные значения в диапазонах частот, МГц Параметр от 0,06 до 3 свыше 3 до 30 свыше 30 до ЭНЕпду (В/м)2ч 20000 7000 ЭНЕпду (А/м)2ч 200 - - ЕЕпду (В/м) 500 300 НЕпду (A/м) 50 - - Одновременное воздействие электрического и магнитного полей в диапазоне частот 0,06-3 МГц считается допустимым при условии:

Предельно допустимую плотность потока энергии в диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц на рабочих местах персонала устанавливают исходя из допустимого значения энергетической нагрузки W на организм и времени пребывания в зоне облучения, однако во всех случаях она не должна превышать 10 Вт/м2, а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры воздуха в рабочих помещениях (выше 28 °С) — Вт/м2.

Предельно допустимая плотность потока энергии (в принципе, это плотность мощности, судя по размерности Вт/м2, но в технической литературе и нормативной документации, к сожалению, принят термин «плотности потока энергии») определяется по формуле:





ППЭ=W/T, где W — нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на организм, равное 2 Вт/м2 для всех случаев облучения, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн, и 20 Вт/м2 для облучения от вращающихся и сканирующих антенн; Т — время пребывания в зоне облучения, ч.

Предельно допустимые значения (согласно санитарным нормам) электрического поля и плотности потока энергии на территории жилой застройки, а также на рабочих местах лиц, не достигших 18 лет, и женщин в состоянии беременности представлены в таблице 33.

Предельно допустимая ППЭ при эксплуатации микроволновых печей не должна превышать 0,1 Вт/м2 при трехкратном ежедневном облучении по 40 мин и общей длительности облучения не более 2 ч в сутки.

Согласно «Временным допустимым уровням воздействия ЭМИ, создаваемых системами сотовой радиосвязи» 1994 г., допустимый уровень облучения пользователя сотового телефона не должен превышать 1 Вт/м2.

Таблица Предельно допустимые значения электрического поля и плотности потока энергии F 50 Гц 30-300кГц 0,3-3 МГц 3-30 МГц 30-300 МГц 0,3-300 ГГц Е,В/м 600 25 15 10 3,0 0,1 Вт/м4.7. Нормирование ЭМП промышленной частоты и статических полей Для электростатических полей, согласно ГОСТ 12.1.045-84, устанавливается допустимая напряженность поля на рабочих местах по формуле:

В соответствии с этим стандартом предельное значение напряженности поля Епду, при которой допускается работать в течение часа, равно 60 кВ/м. В течение рабочей смены разрешается работать без специальных мер защиты при напряженности 20 кВ/м.

Для определения допустимого времени в электростатическом поле без защитных мер в зависимости от фактической напряженности Ефакт следует пользоваться формулой:

tдоп=(Eпду/Ефакт)Для электрического поля промышленной частоты в соответствии с ГОСТ 12.1.002-84 предельно допустимый уровень напряженности электрического поля, пребывание в котором не допускается без применения специальных средств защиты, равен 25 кВ/м. При напряженности поля свыше 20 кВ/м до 25 кВ/м время пребывания персонала в поле не должно превышать 10 мин.

Согласно стандарту допускается пребывание персонала без специальных средств защиты в течение всего рабочего дня в электрическом поле напряженностью до 5 кВ/м. В интервале свыше кВ/м до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания Т(ч) определяется по формуле Т=50/Е-2, где Е — напряженность воздействующего поля в контролируемой зоне, кВ/м.

При нахождении персонала в течение рабочего дня в зонах С различной напряженностью ЭП приведенное время пребывания вычисляют по формуле:

где tE1, tE2, tEn и ТE1, ТE2, TEn - фактическое и допустимое время пребывания в зонах с напряженностью Е1 Е2 и Еп.

При необходимости определения предельно допустимой напряженности электрического поля при заданном времени пребывания в нем уровень напряженности в кВ/м вычисляется по формуле Е=50/(Т+2), где Т — время пребывания в электрическом поле, ч.

Внутри жилых зданий принято Еndy=0,5 кВ/м, на территории зоны жилой застройки — 1 кВ/м.

Для постоянных магнитных полей в соответствии с СН 1742-установлена напряженность поля Hndy=8 кА/м в течение рабочей смены при работе с магнитными установками и магнитными материалами.

Для магнитных полей промышленной частоты в соответствии с СН 3206-85 в зависимости от характера воздействия (непрерывного или прерывистого) установлена следующая связь между общим временем Т воздействия, в течение рабочего дня и предельно допустимой напряженностью поля Hndy (таблица 34).

Характер воздействия разделен на группы:

1) непрерывное и прерывистое воздействие с длительностью импульса tu>0,02 с, с длительностью паузы tn<2с (и при tu>60с) 2) прерывистое воздействие с 60с> tu>1с, tn>2с;

3) прерывистое воздействие с 0,002с2с.

Представляется уместным привести рекомендации Международного комитета по неионизирующим излучениям от 1990 г. о ПДУ электрического и магнитного полей промышленной частоты для профессионалов (персонала) и населения (таблица 35).

Для сравнения с зарубежными нормами приведем данные наиболее авторитетных и полных во всем частотном диапазоне от 0 до 300 ГГц немецких стандартов применительно ЭМП промышленной частоты и статических полей.

Таблица Связь, между общим временем воздействия в течение рабочего дня и предельно допустимой напряженностью поля Нndy,кА/м Т,ч 1 1 <1,0 6,0 8,0 10,<2,0 4,9 6,9 8,<3,0 4,0 6,0 8,<4,0 3,2 5,2 7,<5,0 2,6 4,6 6,<6,0 2,0 4,0 6,<7,0 1,6 3,6 6,<8,0 1,4 3,4 5,Таблица Рекомендации Международного комитета по неионизирующим излучениям от 1990 г. о ПДУ электрического и магнитного полей промышленной частоты Время пребывания в поле Е (кВ/м) Н(мТл) Профессионалы В течение рабочего дня 10 0,Короткое время 30 6 (<2 ч в день) Для частей тела - Население Вплоть до 24 ч в день 5 0,1 (80 А/м) Несколько часов в день 10 Для электростатического поля в течение рабочего дня по немецким нормам Е=40 кВ/м (у нас 20 кВ/м), для постоянного магнитного поля — Н = 16 кА/м (у нас 8 кА/м).

Для напряженности электрического поля промышленной частоты в течение рабочего дня Е=20 кВ/м (у нас 5 кВ/м), для напряженности магнитного поля промышленной частоты Н=4 кА/м (у нас 1,4 кА/м).

Сравнение показывает, что наши нормы для персонала по постоянным полям жестче в 2 раза, а по ЭМП промышленной частоты — в 3-4 раза. Это свидетельствует об определенном запасе, заложенном в наши действующие нормы.

Pages:     | 1 |   ...   | 21 | 22 || 24 | 25 |   ...   | 33 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.