Электромагнитные поля и излучения

Вопросы для самоконтроля

1 Охарактеризовать светотехнические характеристики.

2 Какие виды освещения используются в производственных условиях?

3 Как осуществляется нормирование искусственного и естественного освещения?

4 Какие основные источники света используются в производственных условиях?

5 Перечислить основные характеристики источников света.

6 Охарактеризовать достоинства и недостатки ламп накаливания и газоразрядных ламп. Какие функции выполняют светильники?

7 Какие методы используются для расчета искусственного и естественного освещения?

8 Каким образом осуществляется эксплуатация и контроль светильников?

5 Защита от излучений

Человек и окружающая его природная среда находятся под постоянным воздействием электромагнитных полей (ЭМП), прежде всего естественного магнитного поля Земли. Напряженность естественного поля возрастает с широтой местности, однако имеются региональные и локальные аномалии. Геомагнитное поле воздействует на все живое, в том числе и на человека. В периоды магнитных бурь, связанных с увеличением солнечной активности, увеличивается количество сердечно-сосудистых заболеваний, ухудшается состояние больных, страдающих гипертонией и т.д.

В настоящее время уровень электромагнитных полей антропогенного происхождения в сотни раз превышает естественный уровень геомагнитного поля. Различают электромагнитные поля промышленной частоты (ЭППЧ) и электромагнитные поля радиочастот (ЭПРЧ). Источниками ЭППЧ являются линии электропередачи (ЛЭП), электрифицированные транспортные линии, а ЭПРЧ - радиопередающие устройства, телевизионные центры, радиотехническое и радиолокационное оборудование систем управления воздушным движением, навигацией и посадкой.

При оценки опасности ЭМП необходимо учитывать электрическую Е (вольт на метр) и магнитную Н (ампер на метр) составляющие их напряженности. Неблагоприятное воздействие магнитной составляющей электромагнитных полей промышленной частоты проявляется при напряженностях порядка 150-200 А/м. В большинстве случаев напряженность не превышает 20-25 A/м, поэтому потенциальная опасность полей чаще всего оценивается величиной электрической составляющей напряженности поля. ЭМП характеризуется длиной волны (метр) и частотой колебаний (герц). Электромагнитные поля деляться на следующие частотные диапазоны: диапазон высоких частот - длинные (10000-1000 м), средние (1000-100 м); ультравысокие частоты – короткие (100-10 м), ультракороткие (10-1 м); сверхвысокие частоты – дециметровые (1-0.1 м), сантиметровые (0.1-0.01 м), миллиметровые (0.01-0.001 м).

Виды действия ЭМП на человека:

-тепловое (нагрев может привести к изменениям и даже повреждениям ткани, возможен перегрев организма, изменение частоты пульса, сосудистых реакций, наиболее чувствительны органы со слабой терморегуляцией - мозг, хрусталик глаза);

-морфологическое (влияние на ЦНС, сердечно-сосудистую систему, субъективные ощущения - головные боли, утомляемость, боли в области сердца);

- функциональное (нервно-психические заболевания, трофические явления - выпадение волос, ломкость ногтей; наиболее уязвимы - мозг, желчный пузырь, глаза).

Биологическое воздействие ЭМП связано с изменением ориентации клеток и молекулярных цепей в соответствии с изменением направления силовых линий поля и приводит к изменениям в структуре клеток крови, в эндокринной системе, к помутнению хрусталика глаза.

Степень воздействия зависит от частоты колебаний, напряженности и интенсивности поля, длительности его воздействия, размера облучаемой поверхности тела, режима облучения (непрерывный или прерывистый), одновременного действия других неблагоприятных факторов окружающей среды.

Предельно допустимые уровни значений напряженности ЭППЧ установлены "Правилами устройства электроустановок" и не должны превышать: внутри жилых зданий - 0,5 кВ/м, на территории зоны жилой застройки - 1 кВ/м, вне зоны жилой застройки - 5 кВ/м, на участках пересечения ЛЭП с автодорогами - 10 кВ/м, в ненаселенной местности (сельскохозяйственные угодья и часто посещаемые места) - 15 кВ/м, а в труднодоступной местности и на участках, выгороженных для исключения доступа людей - 20 кВ/м.

Для защиты населения от воздействия ЛЭП устанавливаются санитарно-защитные зоны. Границы зоны по обе стороны линии должны составлять: 20 м от крайних фазных проводов при напряжении 330 кВ, 30 м - при 500 кВ, 40 м - при 750 кВ, 55 м - при 1150 кВ. Высокий кустарник, деревья, постройки из дерева и кирпича являются экранами для ЭППЧ.

В соответствии с ГОСТ 12.1.002-84 ССБТ «Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах» время пребывания человека в зоне действия ЭППЧ устанавливается в зависимости от значения напряженности поля: при Е ≤ 5 кВ/м допускается присутствие персонала на рабочем месте в течение 8 часов; при 5≤E≤10 кВ/м допустимое время не более 180 мин; при 10≤E≤15 кВ/м - не более 90 мин; при 15≤E≤20 кВ/м - не более 10 мин; при 20≤E≤25 кВ/м - не более 5 мин. Воздействие на людей ЭППЧ с напряженностью более 25 кВ/м не допускается при отсутствии средств защиты.

Пространство, в котором напряженность поля равна или превышает 5 кВ/м, называют опасной зоной или зоной влияния. Приближенно можно считать, что эта зона лежит в пределах круга с центром в точке расположения ближайшей токоведущей части, находящейся под напряжением, и радиусом 20 м для электроустановок 400-500 кВ и радиусом 30 м для электроустановок 750 кВ.

Допустимые уровни ЭПРЧ на рабочих местах регламентируются ГОСТ 12.1.006-88 ССБТ «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля», в соответствии с которым ЭПРЧ следует оценивать по их интенсивности и создаваемой ими энергетической нагрузке.

В диапазоне частот 60 кГц - 300 МГц интенсивность ЭПРЧ характеризуется напряженностью электрической и магнитной составляющих поля, а энергетическая нагрузка (ЭН) оценивается следующим образом:

ЭН_Е = Е² T, ЭН_Н = Н² Т,

где Т - продолжительность воздействия поля, ч.

В диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц интенсивность ЭПРЧ характеризуется поверхностной плотностью потока энергии (ППЭ), а энергетическая нагрузка оценивается:

ЭН_ППЭ = ППЭ Т.

Предельные значения напряженности поля и энергетической нагрузки должны соответствовать значениям, приведенным в табл.5.1, 5.2.

При одновременном воздействии электрической и магнитной составляющих поля должно выполняться условие

ЭН_Е /ЭН_Ен + ЭН_Н/ ЭН_Нн ≤ 1,

где ЭН_Ен и ЭН_Нн - предельные значения энергетической нагрузки.

Таблица 5.1 – Предельные значения напряженности и энергетической нагрузки электромагнитных полей

Параметр	Предельные значения в диапазоне частот, МГц
0.06…3	3…30	30…300
Е, В/м
Н, А/м		-	-
ЭНЕ, (В/м)2ч
ЭНН, (А/м)2ч		-	-

Таблица 5.2 – Нормирование в области сверхвысоких частот

ППЭ, Вт/м2	Время пребывания	Примечание
До 0.1	Весь рабочий день	-
До 1	2 ч	Остальное время – не более 0.1 Вт/м2
До 10	10 мин	То же

Если человек подвергается воздействию полей от нескольких источников, работающих в диапазоне с единым значением предельно допустимого уровня, то должны выполняться условия:

ЭН_Е1 + ЭН_Е2 + … + ЭН_Еn ≤ ЭН_Едоп,

ЭН_Н1 + ЭН_Н2 + … + ЭН_Нn ≤ ЭН_Ндоп.

Если источники работают в диапазонах с разными предельно допустимыми уровнями, то оценивается эффект суммации, например:

ЭН_ППЭ/ЭН_ППЭдоп + ЭН_Е/ЭН_Едоп ≤ 1.

Мероприятия по защите окружающей среды и персонала от ЭМП можно разделить на следующие группы:

-организационные - оптимизация расположения излучающих объектов, контроль интенсивности электромагнитных излучений (не реже 1 раза в 6 месяцев), дополнительный отпуск, сокращенный рабочий день, допуск к работе лиц не моложе 18 лет и не имеющих заболеваний ЦНС, сердца, глаз;

-санитарно-гигиенические - проведение периодического медосмотра, физиотерапия и др.;

-инженерно-технические - защита расстоянием, защита временем, экранирование, использование средств индивидуальной защиты (спецодежда из ткани с вплетенной металлической нитью, очки с металлизированными стеклами, средства защиты рук, лица, головы).