2020-06-12
118
Воздействие на человека зависит от энергии излучения, поглощенной человеком, величин параметров поля - Е, Н, ППЭ и от частоты f или длинны волны электромагнитного излучения - ЭМИ. На диапазоне ВЧ длина волны ЭМП значительно больше размеров тела человека. Тело человека можно считать однородным проводящим эллипсоидом. Максимальные токи возникают в теле, когда его большая ось расположена параллельно силовым линиям ЭМП. Под воздействием длинноволнового излучения, прежде всего, страдает нервная и иммунная система системы организма человека, повышается утомляемость и уменьшается производительность труда. Наблюдается ломкость ногтей, волос, сухость кожи. Но все нарушения в работе организма являются обратимыми.
На более высоких частотах в УВЧ и СВЧ диапазонах длинна волны становится соизмерима с размерами тела человека и даже с размерами отдельных органов. В тканях тела человека начинают преобладать диэлектрические потери, изменяются составы лимфы и крови, т. к. их частицы выстраиваются параллельно силовым линиям ЭМП. Энергия ЭМП поглощается организмом, переводится в тепловую и на очень высоких уровнях ЭМП и при соответствующей длительности воздействия может поднять температуру тела человека. Под воздействием ЭМП высокой интенсивности могут возникнуть острые нарушения в организме: облысение, бесплодие, катаракта, страдают органы со слабо выраженным механизмом терморегуляции: мозг, глаза желчный, мочевой пузырь и нервная система. На очень высоких уровнях поля возможны ожоги роговицы глаза. В целом при длительном воздействии поля наблюдается старение организма. Особенно сильное воздействие оказывает высокочастотное электромагнитное поле с длинной волны меньше 1м. При остром воздействии такого поля врачи могут поставить диагноз СВЧ-синдром. Таким образом, если не принять мер защиты, ЭМП могут оказать вредное влияние на организм человека.
Нормирование ЭМП
Нормирование ЭМП промышленной частоты в условиях производства осуществляется по напряженности электрической составляющей поля. Допустимая напряженность электрического поля должна быть 
5 кВ/м при работе в работника в течение всего рабочего дня. При напряженности поля от 5 до 20 кВ/м допустимое время нахождения в опасной зоне в часах определяется по формуле Т=(50/E)-2, где E - напряженность электрического поля.Предельно допустимый уровень напряженности 25 кВ/м. Для жилого сектора напряженность от линии электропередач не должна превышать:на территории жилой застройки 1 кВ/м; - внутри жилых зданий 0,5 кВ/м.
Нормирование полей радиочастотного диапазона. Для лиц, профессионально связанных с источниками ЭМП, радиочастотная оценка безопасности ведется по энергетической нагрузке (
; 
; ЭЭППЭ) и по напряженностям электрического Е,В/м и магнитного Н,А/м полей. Для лиц, находящихся на территории жилой застройки, в местах отдыха, оценка ведется только по напряженностям и интенсивности полей (Е, Н, I или ППЭ). В табл.2 указаны предельно допустимые значения нормируемых параметров для различных диапазонов ЭМП.
Таблица 2
| Параметр | ВЧ | УВЧ | УВЧ | СВЧ |
| Е,В/м | 500 | 300 | 80 | - |
| Н,А/м | 50 | - | - | - |
| (ППЭ),Вт/м2 | - | - | - | 25 |
 
| 20000 | 7000 | 800 | |
 
| 200 | - | - | |
ЭЭППЭ 
| - | - | - | 2 |
Предельно допустимые значения параметров ЭМП на рабочих местах персонала с учетом времени воздействия рассчитывают по следующим формулам Епду = 
,Епду = 
, 
=К 
, где ЭЭЕ;ЭЭНД; ППЭПДУ - предельно допустимые значения энергетической экспозиции из таблицы 2; К- коэффициент ослабления биологического воздействия (К=10 для случая сканирующих и вращающихся антенн, К=12,5 при локальном облучении узкими полосками кистей рук (при работе с измерительными инструментами, излучающими ЭМИ узкими полосками),К=1 для источников постоянного действия).
Для бытовых источников ЭМП массового пользования, таких как сотовые телефоны и микроволновые печи, существуют специальные нормы - Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых систем сотовой связи. В работе этих систем используется следующий принцип: территории города и района делится на небольшие зоны (соты) радиусом 0,5….2 км, в центре каждой зоны располагается базовая станция. Система сотовой радиосвязи работают в интервале частот 400МГц…..1,2ГГц, т.е. с диапазоне СВЧ. Максимальная мощность передатчиков базовой станции не превышает 10….16 Вт. Мощность передатчиков автомобильных станций 8…..20 Вт, ручных радиотелефонов 0,8…..5Вт. Лица, профессионально связанные с источниками ЭМП, подвергаются его воздействию в течении рабочего дня, население, проживающие в непосредственной близости от базовых станций до 24 часов в сутки, пользователи - только во время телефонных разговоров. Временные допустимые уровни (ВДУ) облучения приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Категория облучения | Величина ВДУ |
| Профессиональное воздействие |  =2/t,Вт/  ,   10 Вт/
|
| Непрофессиональное воздействие Облучение населения, проживающего вблизи антенн базовых станций Облучение пользователей радиотелефонов |  0,1 Вт/
 1, Вт/
|
Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемые микроволновыми печами (таблица 4).
Таблица 4
| Условия работы | Предельно допустимый уровень ППЭ |
| Эксплуатация микроволновых печей в условиях быта | До 0,1 Вт/ на расстоянии 50  5 см от любой точки микроволновой печи.
|
Методы защиты от электромагнитных полей: 1.Уменьшеннин в источнике 2. Изменение направленности излучения. 3.Уменьшение времени воздействия. 4.Увеличение расстояния до источника излучения. 5.Защитное экранирование. 6. Применение средств индивидуальной защиты.
Экранирование- один основных и наиболее часто применяемых методов защиты от ЭМП. Высокими экранирующими свойствами обладают материалы с высокой электропроводностью. Высокой электропроводностью обладают металлы. Конструктивно экраны могут быть сплошными, сетчатыми, ячеистыми, выполненными из специального стекла с проводящим покрытием окислами металлов, чаще всего – цинка. Если экран сетчатый ил ячеистый, то размер ячейки должен быть значительно меньше длинны ЭМП.
Физическую сущность электромагнитного экранирования высокочастотного поля, с точки зрения электрической теории ЭМП, объясняют тем что под действием его в материале экрана наводятся токи, поля которых по величине близки, а по направлению противоположны экранируемому. Результирующая от сложения двух полей очень быстро убывает в материале экрана. При экранировании высокочастотных ЭМП индуцируемые токи концентрируются вблизи поверхности материала экрана (явление поверхностного эффекта – токи Фуко). Расстояние вдоль распространения ЭМП на котором величины составляющих его Е и Н уменьшаются в 2,73 раза называют глубиной проникновения 
поля в материал экрана. Согласно волновой теории электромагнитного поля часть падающей энергии отражается от экрана, часть поглощается, часть проходит сквозь экран. Величина этих частей зависит от электрических свойств материалов экрана.
Расчет эффективности экранирования. При экранировании электромагнитного излучения часть отражается от материала экрана, часть поглощается материалом экрана и часть проходит через экран. При экранировании металлами большая часть электромагнитной энергии отражается от экрана, другая часть поглощается и практически несколько энергии не проходит сквозь экран. В целом эффективность тонких металлических экранов при соотношении толщины экрана к глубине проникновения в него ЭМИ больше 0,8 (d/ 
можно определить по формуле: Э=36+20 
В выражении (1) величина (36+20 
- определяет эффективность экранирования за счет отражения от экрана; 
) - эффективность экранирования за счет поглощения ЭМИ в материале экрана, дБ ; глубина проникновения ЭМИ в материал экрана определяется как-
м; (2)
В случае проведения экспериментальных исследований эффективность экранирования определяют после замеров по формуле:
Э=10 lg (ППЭ1/ППЭ2) (3)
В данном случае предполагаем, что величина ЭМП перед экраном может составлять 10Вт/м2. После определения расчетной эффективности экранирования рассчитываем величину поля за экраном согласно математическому выражению:
ППЭ2=ППЭ1/10Э/10 (4)
Порядок выполнения работы:
1. Выбрать вариант выполнения работы:
-вариант для выполнения работы выдается либо преподавателем,
-либо, если преподаватель вариант не выдал, назначается самостоятельно.
Вариант - это номер по списку в вашей группе на кафедре Университета.
2.После выполнения всех теоретических расчетов, основанных на предоставленных экспериментальных данных, заполнить бланк отчета по лабораторной работе.
3. Ответы на вопросы, поставленные в конце методического пособия и в бланке отчета должны вами быть представлены в письменном виде.
4.Отправить заполненный и подписанный бланк отчета по электронной почте преподавателю, который согласно расписанию ведет у вас лабораторные работы.
Дождаться ответного письма от преподавателя с предложением провести Zoom/Skype видео конференцию, на которой будет проведена защита работы.
Zoom/Skype видео конференция должна быть проведена строго в назначенное время выполнения лабораторной работы по расписанию, иначе лабораторная работа не будет считаться выполненной считается выполненной и защищенной..
5. В ходе защиты лабораторной работы необходимо разбираться в теоретической части вопросов защиты от электромагнитных полей, изложенных в методическом пособии.
Контрольные вопросы:
1. Какие источники ЭМП существуют в биосфере и в техносфере?
2. Какими параметрами оценивается электромагнитное поле?
3. Как ЭМП воздействует на организм человека?
4. Расскажите принципы нормирования ЭМП?
5. Какие существуют способы защиты человека от высоких уровней ЭМП?
6. Каков принцип действия экранов от ЭМП и как оценивается эффективность экранирования от источников ЭМП?
Литература:
1. СаНПиН 2.2.4.3359-16 САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ НА РАБОЧИХ МЕСТАХ.
