Электромагнитные излучения, их воздействия на человека принципы нормирования и защиты.

Электромагнитные поля по природе происхождения классифицируют на природные и антропогенные. Природными источниками являются электрическое и магнитное поля Земли и радиоволны генерируемые космическими источниками. Естественное электрическое поле Земли обычно находится в диапазоне от 100 до 500В/м и создается избыточным отрицательным зарядом на поверхности. Геомагнитное поле Земли состоит из основного (постоянного) поля его вклад составляет приблизительно 99% и переменного поля - его вклад ≈ 1%. Существование постоянного магнитного поля объясняется процессами протекающими в жидком металлическом ядре Земли в средних широтах его напряженность примерно 40А/м. Переменное геомагнитное поле имеет широкий диапазон частот: от 10^-5 до 10² Гц, амплитуда может достигать сотых долей А/м. Помещения и технические средства изменяют геомагнитное поле.

Развитие научно- технического прогресса привело к появлению большого количества техногенных источников электромагнитного воздействия, число которых продолжает постоянно увеличиваться. Действуют электромагнитные источники постоянно в течение всего времени суток и охватывают значительные территории и практически все население. Электромагнитное излучение производственного оборудования, которое генерирует, использует и передает электромагнитную энергию, в том числе и в рабочую зону, изменяет физические факторы производственной среды и оказывает воздействие на организм работающего человека. Источниками электромагнитного излучения являются линии электропередач, трансформаторные подстанции, транспорт на электроприводе, антенно-фидерные системы, видеодисплейные терминалы и др.

Электромагнитные поля классифицируются по длине волны или частоте излучения и подразделяются на электрические волны, радиоволны, инфракрасные излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение и гамма-лучи по [1]. Спектр электромагнитных колебаний представлен в табл. 4.11.

Электромагнитное поле характеризуется напряженностью электрического поля Е (В/м) и напряженностью магнитного поля Н (А/м). При измерениях в низкочастотном диапазоне используют понятие магнитной индукции В (Тл).

Различают ближнюю зону и дальнюю зоны излучения. Ближняя зона имеет радиус R<< l ¤2p, и в этой зоне одна из составляющих поля слабо выражена, поэтому воздействие определяется или магнитной или электрической напряженностью. В дальне зоне, где R> l ¤2p происходит окончательное формирование электромагнитной волны, и нужно учитывать две составляющие поля - электрическую и магнитную напряженность.

Таблица 4.11.

Спектр электромагнитных колебаний

Характеристикой поля в этом случае является интенсивностью излучения - поверхностная плотность потока энергии (ППЭ), выраженной в ваттах на квадратный метр – ВТ/м².

Целью гигиенических расчетов ЭМП может быть определение:

- напряженности электрического Е и магнитного Н полей или плотности потока энергии в интересующей точке;

- необходимого коэффициента ослабления поля при неиз­менном геометрическом расположении источника и человека;

- необходимого «безопасного» расстояния, начиная с кото­рого параметры ЭМП не превышают ПДУ.

В последних двух вариантах предполагается использование соответствующих гигиенических стандартов и норм.

Воздействие электромагнитного излучения на человека можно классифицировать следующим образом:

- энергетическое воздействие, которое заключается в переходе поглощаемой энергии электромагнитной волны в тепловую энергию, причем глубина проникновения зависит от частоты, а соответственно и от длины волны излучения (при l=10 см глубина проникновения до 15см, при l=8мм проникновение до 0,3 мм вглубь биологических тканей);

- биологическое воздействие, которое изменяет биохимическую активность белковых молекул, скорость обменных процессов внутри организма (при этом интенсивность электромагнитного излучения ниже теплового воздействия в некоторых исследованиях менее 1мВт/см²).

Наиболее чувствительными к биологическому воздействию электромагнитного поля являются нервная, сердечно-сосудистая, иммунная, эндокринная системы человека. Субъективные ощущения работников выражаются в жалобах на частую головную боль, сонливость или бессонницу, утомляемость, потемнение в глазах и др.

Электромагнитные излучения присутствуют на многих рабочих местах, в том числе на рабочем месте водителя автомобиля, например, значения напряженности электромагнитного поля в салоне автомобиля ВАЗ-21103 представлены на рис. 4.29.

Рис. 4.29. Результаты замеров напряженности электромагнитного поля в салоне автомобиля ВАЗ-21103: 1 -предельное значение помехи в соответствии с ГОСТ 28279-89; 2 - максимальный измеренный уровень напряженности магнитного поля в салоне.

Интенсивность воздействия зависит от мощности электромагнитного поля, продолжительности облучения и длины волны.

Нормирование электромагнитных полей отражено в санитарно-эпидемиологических правилах и нормативах СанПиН 2.2.4.1191 -03 "Электромагнитные поля в производственных условиях". СанПиН разработаны в соответствии с Федеральным законом "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 30 марта 1999 года N 52-ФЗ и "Положением о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании", утвержденным Постановлением Правительства Российской Федерации от 24 июля 2000 года N 554. СанПиН устанавливают санитарно-эпидемиологические требования к условиям труда работающих, подвергающихся в процессе трудовой деятельности профессиональному воздействию электромагнитных полей (ЭМП) различных частотных диапазонов и включают в себя предельно допустимые уровни (ПДУ) ЭМП, а также требования к проведению контроля уровней ЭМП на рабочих местах, методам и средствам защиты работающих. Эти требования распространяются на условия производственных воздействий ЭМП, которые должны соблюдаться при проектировании, реконструкции, строительстве производственных объектов, при проектировании, изготовлении и эксплуатации технических средств, являющихся источниками ЭМП. При нормировании учитываются воздействия: ослабленного геомагнитного поля, электростатического поля, постоянного магнитного поля, электромагнитного поля промышленной частоты (50Гц), электромагнитных полей диапазона радиочастот (10 кГц - 300ГГц). Поэтому на рабочих местах проверяются следующие допустимые уровни воздействия:

- временные допустимые уровни (ВДУ) ослабления геомагнитного поля (ГМП),

- ПДУ электростатического поля (ЭСП),

- ПДУ постоянного магнитного поля (ПМП),

- ПДУ электрического и магнитного полей промышленной частоты 50 Гц (ЭП и МП ПЧ),

- ПДУ электромагнитных полей в диапазоне частот 10 кГц – 30 кГц,

- ПДУ электромагнитных полей в диапазоне частот 30 кГц - 300 ГГц.

Оценка и нормирование ослабления геомагнитного поля на рабочих местах производится на основании определения его интенсивности внутри помещения (технического средства) и на промышленной территории. Интенсивность ГМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в Тл (мкТл, нТл), которые связаны между собой следующим соотношением:

, (4.50)

где = 4 π ∙10^-7 Гн/м - магнитная постоянная, при этом 1 А/м ~ 1,25 мкТл, 1 мкТл ~ 0,8 А/м.

Коэффициент ослабления интенсивности ГМП (К_ГМП) равен отношению интенсивности ГМП открытого пространства (В₀ или Н₀) к его интенсивности внутри помещения (В_в или Н_в):

К_ГМП = |В₀| / |В_в|, (4.51.)

где |В₀| - модуль вектора магнитной индукции в открытом пространстве;

|В_в| - модуль вектора магнитной индукции на рабочем месте в помещении; или

К_ГМП = |Н₀| / |Н_в|,

где

|Н₀| - модуль вектора напряженности магнитного поля в открытом пространстве;

|Н_в| - модуль вектора напряженности магнитного поля на рабочем месте в помещении.

Временный допустимый коэффициент ослабления интенсивности геомагнитного поля (К_ГМП) на рабочих местах персонала в помещениях (объектах, технических средствах) в течение смены не должен превышать 2,

ВДУ К_ГМП 2

Временный допустимый уровень К_ГМП устанавливаются сроком на 3 года.

Оценка и нормирование ЭСП осуществляется по уровню электрического поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену. Уровень ЭСП оценивают в единицах напряженности электрического поля (Е) в кВ/м. Предельно допустимый уровень напряженности электростатического поля (Е _ПДУ) при воздействии 1 час за смену устанавливается равным 60 кВ/м.

При воздействии ЭСП более 1 часа за смену Е_ПДУ определяются по формуле:

Е _ПДУ = , (4.52.)

где t - время воздействия (час).

В диапазоне напряженностей 20 - 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств защиты (t _доп) определяется по формуле:

t _доп = (60/Е _факт) , (4.53.)

где Е _факт - измеренное значение напряженности ЭСП (кВ/м).

При напряженностях ЭСП, превышающих 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается.

При напряженностях ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.

Оценка и нормирование ПМП осуществляется по уровню магнитного поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия и условий воздействия: общего - на все тело и локального - кисти рук, предплечье. Уровень ПМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в мТл.

ПДУ напряженности (индукции) ПМП на рабочих местах представлены в табл. 4.12.

Таблица 4.12.