Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Электромагнитные излучения



 

Большую часть спектра неионизирующих электромагнитных из­лучений (ЭМИ) составляют радиоволны (3 Гц...3000 ГГц), меньшую часть — колебания оптического диапазона (инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое излучение). В зависимости от частоты падающего электромагнитного излучения ткани организмов проявляют различ­ные электрические свойства и ведут себя как проводник или как ди­электрик.

С учетом радиофизических характеристик условно выделяют пять диапазонов частот: от единиц до нескольких тысяч герц, от несколь­ких тысяч до 30 МГц, 30 МГц...10 ГГц, 10...200 ГГц и 200...3000 ГГц.

Действующим началом колебаний первого диапазона являются протекающие токи соответствующей частоты через тело как хороший проводник; для второго диапазона характерно быстрое убывание с уменьшением частоты поглощения энергии, а следовательно, и поглощенной мощности; особенностью третьего диапазона является «резонансное» поглощение. У человека такой характер поглощения возникает при действии ЭМИ с частотой, близкой к 70 МГц; для чет­вертого и пятого диапазонов характерно максимальное поглощение энергии поверхностными тканями, преимущественно кожей.

В целом по всему спектру поглощение энергии ЭМИ зависит от частоты колебаний, электрических и магнитных свойств среды. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициент поглоще­ния в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем в тканях с низким содержанием. С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн возрастает; разли­чие диэлектрических свойств тканей приводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро- и микротепловых эффектов со зна­чительным перепадом температур.

В зависимости от места и условий воздействия ЭМИ различают четыре вида облучения: профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту и облучение, осуществляемое в лечебных целях, а по характеру облучения — общее и местное.

Степень и характер воздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительно­стью воздействия, режимом облучения (непрерывный, прерыви­стый, импульсный), размером облучаемой поверхности, индивиду­альными особенностями организма, наличием сопутствующих фак­торов (повышенная температура окружающего воздуха, свыше 28°С, наличие рентгеновского излучения). Наряду с интенсивностно-временными параметрами воздействия имеют значение режимы модуля­ции (амплитудный, частотный или смешанный) и условия облуче­ния. Установлено, что относительная биологическая активность им­пульсных излучений выше непрерывных.

Биологические эффекты от воздействия ЭМИ могут проявляться в различной форме: от незначительных функциональных сдвигов до нарушений, свидетельствующих о развитии явной патологии. След­ствием поглощения энергии ЭМИ является тепловой эффект. Избы­точная теплота, выделяющаяся в организме человека, отводится пу­тем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции; начиная с оп­ределенного предела организм не справляется с отводом теплоты от отдельных органов и температура их может повышаться. Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой сис­темой или недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, же­лудок, желчный и мочевой пузырь). Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), причем развитие катаракты яв­ляется одним из немногих специфических поражений, вызываемых ЭМИ радиочастот в диапазоне 300 МГц...300 ГГц при плотности по­тока энергии (ППЭ) свыше 10 мВт/см2. Помимо катаракты при воз­действии ЭМИ возможны ожоги роговицы.

Для длительного действия ЭМИ различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств в ЦНС с нерезко выраженны­ми сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появиться головные боли, повышение или пони­жение давления, урежение пульса, изменение проводимости в сер­дечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анали­заторов. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии ЭМИ происходит стойкое снижение работоспособности.

В пределах радиоволнового диапазона доказана наибольшая био­логическая активность микроволнового СВЧ-поля в сравнении с ВЧ и УВЧ.

Острые нарушения при воздействии ЭМИ (аварийные ситуации) сопровождаются сердечно-сосудистыми расстройствами с обморока­ми, резким учащением пульса и снижением артериального давления. В последнее время особое беспокойство у специалистов в области электромагнитной безопасности человека вызывают сотовые телефо­ны и компьютеры, а также разнообразные радиоэлектронные и элек­трические изделия, широко используемые в быту: телевизоры, игро­вые приставки, микроволновые печи, электроплиты, электрочайни­ки, холодильники, электроутюги, электрофены, электробритвы, электромассажеры, электрогрелки, электроодеяла, отопительные электрорадиаторы и другая бытовая техника.

Согласно определению стресса как общего адаптационного син­дрома, вызывающего неспецифические реакции организма, ЭМИ, безусловно, могут быть определены как стрессирующий фактор. Уже при уровнях, превышающих фоновые, но не достигающих ПДУ для соответствующего диапазона частот, отмечаются значимые функ­циональные изменения состояния сердечно-сосудистой и нервной систем, гематологических, иммуноцитохимических показателей, свидетельствующие об адаптационно-компенсаторных процессах в организме, что является проявлением реакции напряжения. Субъек­тивно человеком отмечаются повышенная раздражительность, утом­ляемость, головные боли, расстройства сна, памяти.

Систематическое воздействие на человека ЭМИ с уровнями, пре­вышающими ПДУ, приводит к развитию явлений дезадаптации, что проявляется в виде серьезных изменений в состоянии его здоровья, которые, однако, не имеют специфического характера.

В первую очередь страдают центральная нервная, эндокринная и иммунная системы.

В настоящее время имеются данные, свидетельствующие о том, что ЭМИ следует рассматривать как один из факторов риска в разви­тии раннего атеросклероза, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца и инфаркта миокарда, синдрома депрессии таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, прогрессирующая мышечная атрофия.

Нормирование.Нормирование ЭМИ радиочастотного диапазонапроводится по ГОСТ 12.1.006-84, СанПиН 2.2.4.1191-03 для производственной сре­ды и СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 для условий окружающей среды. В основу гигиенического нормирова­ния положен принцип действующей дозы, учитывающей энергети­ческую.

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 МГ2;

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 диапазоне частот 60 кГц...300 МГц интенсивность электромаг­нитного поля выражается предельно допустимой напряженностью Епдэлектрического и Нпдмагнитного полей. Помимо напряженности нормируемым значением является предельно допустимая энергети­ческая экспозиция электрического ЭЭ и магнитного полей ЭЭН. Энергетическая нагрузка, создаваемая электрическим полем, равна ЭЭЕ= Е2Т, магнитным — ЭЭН= Н2Т (где Т— время воздействия, ч).

Предельно допустимые значения Е и Н в диапазоне частот 60 кГц...300 МГц на рабочих местах персонала устанавливают, исходя из допустимой энергетической экспозиции и времени воздействия, и могут быть определены по следующим формулам:

 

где ЭЭЕпди ЭЭНпд— предельно допустимые значения энергетической экспозиции в течение рабочего дня, (В/м2) ч и (А/м)2 ч (табл. 7).

Таблица 7

. Максимальные значения Епд , Нпд , ЭЭЕпд, ЭЭНпд

 

Параметр Диапазоны частот, МГц
0.03...3 3...30 30...300
Епд , В/М Нпд , А/М   ЭЭЕпд , (В/м2) ч   ЭЭНпд ,(А/м)2 ч         -     -     -     -

 

В диапазоне частот 300 МГц...300 ГГц интенсивность ЭМИ характеризуется плотностью потока энергии (ППЭ); энергетическая экс­позиция представляет собой произведение плотности потока энергии поля на время его воздействия ЭЭППЭ= ППЭ Т.

Предельно допустимые значения ППЭ электромагнитного поля

 

ППЭпд = k ЭЭППЭпд/ Т

гдеk — коэффициент ослабления биологической эффективности, равный: 1 — для всех случаев воздействия, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн; 10 — для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн; 12,5 — для случаев локально­го облучения кистей рук (при этом уровни воздействия на другие час­ти тела не должны превышать 10 мкВт/см2); ЭЭППЭпдпредельно до­пустимая энергетическая экспозиция, равная 2 Вт • ч/м; Т — время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч.

Во всех случаях максимальное значение ППЭпд не должно превы­шать 10 Вт/м2, а при локальном облучении кистей рук —50 Вт/м.

4.5.5. Геомагнитное поле (ГМП)

 

Нормирование и оценка ослабления геомагнитного поля на рабочем месте проводится по СанПиН 2.2.4.1191—03 на основании определения его интенсивности внутри помещения, объекта, технического средства и в открытом простран­стве на территории, прилегающей к месту его расположения с после­дующим расчетом коэффициента ослабления ГПМ, который не дол­жен превышать 2 на рабочих местах в течение смены.

Лазерное излучение

Лазерное излучение является электромагнитным из­лучением, генерируемым в диапазоне длин волн = 0,2-1000 мкм. Лазеры широко применяются в микроэлект­ронике, биологии, метрологии, медицине, геодезии, связи, спектроскопии, голографии, вычислительной тех­нике, в исследованиях по термоядерному синтезу и во многих других областях науки и техники.

Лазеры бывают импульсного и непрерывного излу­чения. Импульсное излучение — с длительностью не более 0,25 с, непрерывное излучение — с длительнос­тью 0,25 с или более.

Промышленностью выпускаются твердотельные, га­зовые и жидкостные лазеры.

Лазерное излучение характеризуется монохроматич­ностью, высокой когерентностью, чрезвычайно малой энергетической расходимостью луча и высокой энерге­тической освещенностью.

Энергетическая освещенность (облученность) (Вт/ см-2) — это отношение мощности потока излучения, па­дающего на малый участок облучаемой поверхности, к площади этого участка.

Энергетическая экспозиция (Дж/см-2) — это отно­шение энергии излучения, падающей на рассматривае­мый участок, к площади этого участка, иначе: это про­изведение энергетической освещенности (облученности) (Вт/см-2) на длительность облучения (с).

Энергетическая освещенность лазерного луча дости­гает 1012-1013 Вт•см-2 и более. Этой энергии оказыва­ется достаточно для плавления и даже испарения самых тугоплавких веществ. Для сравнения укажем, что на поверхности Солнца плотность мощности излучения рав­на 108 Вт • см-2.

Лазерное излучение сопровождается мощным элект­ромагнитным полем. Лазерное излучение, безусловно, пред­ставляет опасность для человека. Наиболее опасно оно для органов зрения. Практически на всех длинах волн лазерное излучение свободно проникает внутрь глаза. Лучи света, прежде чем достигнуть сетчатки глаза, про­ходят через несколько преломляющих сред: роговую обо­лочку, хрусталик и, наконец, стекловидное тело. Наи­более чувствительна к вредному воздействию лазерного облучения сетчатка. В результате фокусирования на малых участках сетчатки могут концентрироваться плот­ности энергии в сотни и тысячи раз больше той, кото­рая падает на переднюю поверхность роговицы глаза.

Энергия лазерного излучения, поглощенная внутри гла­за, преобразуется в тепловую энергию. Нагревание может вызвать различные повреждения и разрушения глаза.

Ткани живого организма при малых и средних интенсивностях облучения почти непроницаемы для ла­зерного излучения. Поэтому поверхностные (кожные) покровы оказываются наиболее подверженными его воз­действию. Степень этого воздействия определяется, с одной стороны, параметрами самого излучения: чем выше интенсивность излучения и чем длиннее его волна, тем сильнее воздействие; с другой стороны, на исход пора­жения кожи влияет степень ее пигментации. Пигмент кожи является как бы своеобразным экраном на пути излучения в расположенные под кожей ткани и органы. При больших интенсивностях лазерного облучения возможны повреждения не только кожи, но и внутрен­них тканей и органов. Эти повреждения имеют характер отеков, кровоизлияний, омертвения тканей, а также свер­тывания или распада крови. В таких случаях поврежде­ния кожи оказываются относительно менее выраженны­ми, чем изменения во внутренних тканях, а в жировых тканях вообще не отмечено каких-либо патологических изменений.

Рассмотренные возможные вредные последствия от воз­действия лазерного излучения относятся к случаям пря­мого облучения вследствие грубых нарушений правил бе­зопасного обслуживания лазерных установок. Рассеянно или тем более концентрированно отраженное излучение малой интенсивности воздействует значительно чаще, ре­зультатом могут быть различные функциональные нару­шения в организме — в первую очередь в нервной и сер­дечно-сосудистой системах. Эти нарушения проявляются в неустойчивости артериального давления крови, повы­шенной потливости, раздражительности и т. п. Лица, ра­ботающие в условиях воздействия лазерного отраженного излучения повышенной интенсивности, жалуются на го­ловные боли, повышенную утомляемость, неспокойный сон, чувство усталости и боли в глазах. Как правило, эти неприятные ощущения проходят без специального лече­ния после упорядочения режима труда и отдыха и приня­тия соответствующих защитных профилактических мер.

Нормирование лазерного излучения осуществляется по предельно допустимым уровням облучения (ПДУ). Это уровни лазерного облучения, которые при ежеднев­ной работе не вызывают у работающих заболеваний и отклонений в состоянии здоровья.

Согласно «Санитарным нормам и правилам устрой­ства и эксплуатации лазеров» ПДУ лазерного излучения определяются энергетической экспозицией облучаемых тканей (Дж см-2).

Лазеры по степени опасности генерируемого ими из­лучения подразделяются на четыре класса:

1 класс — выходное излучение не представляет опас­ности для глаз и кожи;

2 класс — выходное излучение представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отражен­ным излучением;

3 класс — выходное излучение представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на рас­стоянии 10 см от диффузно отражающей поверхнос­ти и (или) при облучении кожи прямым и зеркально отраженным излучением;

4 класс — выходное излучение представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излуче­нием на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.

Работа лазерных установок может сопровождаться также возникновением и других опасных и вредных производственных факторов: шум, вибрация, аэрозоли, газы, электромагнитное и ионизирующее излучения.

Меры безопасности и защита. Лазеры 3-4 класса, генерирующие излучение в ви­димом диапазоне ( = 0,4-0,75 мкм), и лазеры 2-4 класса с генерацией в ультрафиолетовом ( = 0,2-0,4 мкм) и инфракрасном диапазонах длин волн ( = 0,75 мкм и выше) должны снабжаться сигнальными устройствами, работающими с момента начала генерации до ее оконча­ния. Конструкция лазеров 4 класса должна обеспечи­ваться возможностью дистанционного управления.

Для ограничения распространения прямого лазер­ного излучения за пределы области излучения лазеры 3-4 класса должны снабжаться экранами, изготовлен­ными из огнестойкого, неплавящегося светопоглощающего материала, препятствующими распространению из­лучения.

Лазеры 4 класса должны размещаться в отдельных помещениях. Внутренняя отделка стен и потолка поме­щений должны иметь матовую поверхность. Для умень­шения диаметра зрачков необходимо обеспечить высо­кую освещенность на рабочих местах (более 150 лк).

С целью исключения опасности облучения персонала для лазеров 2-3 класса необходимо либо ограждение всей опасной зоны, либо экранирование пучка излучения. Экраны и ограждения должны изготавливать­ся из материалов с наименьшим коэффициентом отраже­ния на длине волны генерации лазера, быть огнестойкими и не выделять токсических веществ при воздействии на них лазерного излучения.

В том случае, когда коллективные средства защиты не позволяют обеспечить достаточной защиты, применя­ются средства индивидуальной защиты (СИЗ) — противолазерные очки и защитные маски.

Конструкция противолазерных очков должна обес­печивать снижение интенсивности облучения глаз ла­зерным излучением до ПДУ в соответствии с требовани­ями ГОСТ 12.4.013-75.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.