Биологическое действие электромагнитных полей радиочастот
Биологическое воздействие электромагнитных полей может быть как тепловым, так и нетепловым. Тепловое воздействие электромагнитного поля проявляется в повышении общей температуры тела или повышении темпера- туры отдельных его частей. В диапазоне СВЧ температура органов с недоста- точно развитой сетью кровообращения может значительно повысится, что вызовет увеличение температуры тела на 4 оС. До некоторого предела орга- низм человека справляется с отводом тепла, однако, начиная с некоторой ве- личины, называемой тепловым порогом, температура тела начинает повы- шаться. Длительное воздействие электромагнитных полей радиочастот с ин- тенсивностью ниже теплового порога, но выше предельно допустимого вы-
зывает отклонение от нормы со стороны нервной системы, органов дыхания, пищеварения, сердечно-сосудистой системы и некоторых биохимических по- казателей крови. Причем на ранних стадиях воздействия характерны жалобы на головную боль, повышенную утомляемость, раздражительность, наруше- ние сна, боли в области сердца. В дальнейшем отмечаются усиление возбу- димости, снижение памяти, приступы головной боли, обморочные состояния, боли в области сердца. В момент приступов наблюдается дрожь, побледне- ние или покраснение лица, резкая слабость, повышение температуры тела, высокое артериальное давление. Воздействие СВЧ-излучения может быть причиной развития катаракты. Нарушения гормонального равновесия при наличии СВЧ-фона на производстве следует рассматривать как противопока- зания для профессиональной деятельности, связанной с нервной напряжен- ностью труда и частыми стрессовыми ситуациями [4, 7, 11].
Постоянное изменения в крови наблюдаются при плотности потока энергии выше 1 мВт/см2. Это фазовые изменения лейкоцитов, эритроцитов и
гемоглобина. Поражение глаз в виде помутнения хрусталика (катаракты) – последствия воздействия электромагнитных полей в условиях производства.
По субъективным ощущениям и объективным реакциям организма человека не наблюдается особых различий при воздействии всего диапазо- на радиоволн ВЧ, УВЧ и СВЧ, но более характерны проявления и неблаго- приятны последствия воздействий СВЧ электромагнитных волн.
Наиболее характерными при воздействии радиоволн всех диапазонов являются отклонения от нормального состояния центральной нервной си- стемы и сердечно-сосудистой системы человека. Общим в характере био- логического действия электромагнитных полей радиочастот большой ин- тенсивности является тепловой эффект, который выражается в нагреве от- дельных тканей или органов. Особенно чувствительны к тепловому эффек- ту хрусталик глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь и некоторые другие органы.
Субъективными ощущениями облучаемого персонала являются жа- лобы на частую головную боль, сонливость или бессонницу, утомляе- мость, вялость, слабость, повышенную потливость, потемнение в глазах, рассеянность, головокружение, снижение памяти, беспричинное чувство тревоги, страха и др.
К числу перечисленных неблагоприятных воздействий на человека следует добавить мутагенное действие, а также временную стерилизацию при облучении интенсивностями выше теплового порога.
Для оценки потенциальных неблагоприятных воздействий электро- магнитных волн радиочастот приняты допустимые энергетические харак- теристики электромагнитного поля для различного диапазона частот - электрическая и магнитная напряженности, плотность потока энергии.
На основе знания о причиняемом электромагнитным излучением вреде был введен ряд нормативных документов, которые регламентируют уровень допустимого облучения для профессионалов и обычного населе- ния. В России предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электро- магнитного излучения закреплены в следующих документах: СанПиН 2.2.4.1191-03 [16], СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 [18].
В качестве критерия вредности при обосновании предельно- допустимого уровня (ПДУ) используется порог вредного действия ПДУ с введением коэффициента гигиенического запаса.
Под порогом вредного действия следует понимать такое сочетание нормируемых параметров, при котором в организме человека возникают из- менения, характеризующиеся наличием одного из следующих признаков:
качественной перестройки протекания жизненных процессов;
любых количественных изменений состояния жизненных процес- сов, выходящих за пределы колебаний физиологической нормы и обуслав- ливающих нормального для него объема компенсаторных возможностей
по уравновешиванию неблагоприятного действия других факторов окру- жающей среды или необычных психофизиологических состояний;
развитием явления накопления предшествующих эффектов воз- действия, имеющих характер кумулятивных и приводящих при продолже- нии воздействия к развитию сдвигов состояний жизненных процессов, ко- торые выходят за пределы количественных изменений.
Нормирование полей промышленной частоты 50 Гц в условиях про- изводства:
осуществляется по напряженности электрической составляющей поля ЕД ≤ 5 кВ/м – при нахождении в контролируемой зоне работника в те- чение всего рабочего дня,
при напряженности 5-20 кВ/м допустимое время нахождения рас- считывается по специальной формуле (ТД = (50/Еизм) – 2, где Еизм – изме- ренная величина напряженности).
Предельно допустимый уровень напряженности для производства 25 кВ/м. для жилого сектора напряженность от линии электропередач не должна превышать:
на территории жилой застройки 1кВ/м;
внутри жилых зданий 0,5 кВ/м.
Средства и методы защиты от электромагнитных излучений: за- щита расстоянием, организационные, инженерно-технические, лечебно- профилактические.
Защита расстоянием. Основной способ защиты населения от воз- можного вредного воздействия ЭМП ЛЭП – создание охранных зон шири- ной от 15 до 30 м в зависимости от напряжения линий электропередачи. На открытой местности применяют тросовые экраны, железобетонные забо- ры, высаживают деревья высотой более 2 м.
Организационные мероприятия предусматривают:
нормирование параметров излучения,
выделение зон воздействия ЭМП (с уровнем, превышающим ПДУ с ограждением и обозначением соответствующими предупредительными зна- ками);
выбор рациональных режимов работы оборудования;
организация ремонта оборудования, являющегося источником ЭМП, по возможности вне зоны влияния полей от других источников;
организацией системы оповещения о работе источников ИЭМП;
разработка инструкции по безопасным условиям труда при работе с источником ИЭМП;
соблюдение правил безопасной эксплуатации источников ЭМП;
аттестация рабочих мест, проведение инструктажей с обслуживаю- щим персоналом;
регламентированный режим труда и отдыха;
в целях предупреждения профессиональных заболеваний необхо- димо проводить предварительные и периодические медицинские осмотры. Женщин в период беременности и кормления грудью следует переводить на другие работы. Лица, не достигшие 18-летнего возраста, к работе с ге- нераторами радиочастот не допускаются. Лицам, имеющим контакт с ис- точниками СВЧ- и УВЧ-излучений, предоставляются льготы (сокращен- ный рабочий день, дополнительный отпуск).
Инженерно-технические средства и методы включают: – исполь- зование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места персонала (поглотители мощности, экранирование от- дельных блоков или всей излучающей аппаратуры, рабочего места, исполь- зование минимальной необходимой мощности генератора, покрытие стен, пола и потолка помещений радиопоглощающими материалами).
Технические средства, позволяющие ограничить интенсивность элек- тромагнитных полей в диапазоне от единиц герц до гигагерц основаны [11]:
а) в области низких частот (при условии, что размер устройства меньше длины волны) на принципах индуцирования электрического заряда;
б) в области повышенных частот – на свойствах затухания электро- магнитного поля в проводящей среде.
Защитное экранирование получило широкое распространение. За- щитные экраны делятся на:
отражающие излучение (сплошные металлические экраны, экраны из металлической сетки, из металлических тканей);
поглощающие излучение (экраны из радиопоглощающих материалов). При экранировании электромагнитных полей используется известный принцип скин-эффекта. Плоская электромагнитная волна, падающая на по- верхность проводника, затухает в нем по экспоненциальному закону. Глуби- на скин-слоя расстояние, на котором интенсивность поля уменьшится в е
раз (основание натурального логарифма), определяется по формуле
, (5.18)
где – круговая частота; – проводимость материала; – магнит- ная проницаемость материала.
Из формулы следует, что глубина скин-слоя уменьшается с ростом
частоты, проводимости и магнитной проницаемости материала. Если волна пройдет в материале расстояние, равное 4 , то ее амплитуда уменьшится примерно в 50 раз.
расположение рабочих мест и маршрутов передвижения обслужи- вающего персонала на расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение ПДУ;
рациональное размещение в рабочем помещении оборудования, излучающего электромагнитную энергию;
применение средств сигнализации (световая, звуковая и т. п.);
дистанционное управление устройствами, излучающими электромаг- нитные волны;
применение средств коллективной и индивидуальной защиты (за- щитные щитки, шлемы, очки (при интенсивности выше 1 мВт/см2, стекла которых покрыты слоем полупроводниковой окиси олова, или сетчатые очки в виде полумасок из медной или латунной сетки) защитная одежда (комбинезоны и костюмы с капюшонами, защитные халаты, фартуки, из- готовленные из специальной электропроводящей, радиоотражающей или радиопоглощающей ткани; рукавицы или перчатки, обувь). Все части за- щитной одежды должны иметь между собой электрический контакт.
заземление всех изолированных от земли крупногабаритных объ- ектов, включая машины и механизмы, металлические трубы отопления, водоснабжения и т. д., а также вентиляционные устройства.
Лечебно-профилактические мероприятия направлены, прежде всего, на раннее выявление нарушений в состоянии здоровья работающих, они включают:
все лица, профессионально связанные с обслуживанием и эксплуа- тацией источников ЭМП, в том числе импульсных, должны проходить предварительный при поступлении на работу (отбор для лиц при работе с импульсными источниками) и периодические профилактические медо- смотры в соответствии с действующим законодательством;
лица, не достигшие 18-летнего возраста и беременные женщины допускаются к работе в условиях возникновения ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих метах не превышает ПДУ, установ- ленный для населения;
контроль за условиями труда, за соблюдением санитарно эпиде- миологических правил и нормативов на рабочих местах.
Кроме этого, одним из средств защиты от электромагнитных излуче- ний является их своевременное выявление, измерение электромагнитных полей. Для этого используется специальное оборудование – измерители электромагнитных полей, их напряженности. Существует несколько типов таких приборов, которые могут быть рассчитаны на определенные условия среды (условия производства или жилого помещения) и учитывают приня- тые нормы электромагнитного излучения. Осуществлять замеры электро- магнитного излучения должны специалисты, которые при обнаружении нарушений помогут выявить источники электромагнитных полей, пореко- мендуют методы защиты. Измерение электромагнитного излучения в по- мещении – первый шаг на пути к личной безопасности и здоровью.