какими основными параметрами характеризуется электромагнитное поле

Характеристики электромагнитных полей

ЭМП характеризуются следующими параметрами.

Период и частота. Периодом Т электромагнитного колебания называют наименьший промежуток времени, по истечении которого повторяются значения всех величин, характеризующих колебание. Число полных колебаний за единицу времени Т называется частотой f электромагнитных колебаний:

Частота электромагнитного колебания (частота переменного ЭМП) имеет размерность герц (Гц). Кратными единицами являются килогерц (1 кГц = 103 Гц), мегагерц (1 МГц = 106 Гц) и гигагерц (1 ГГц = 109 Гц).

Круговой частотой ω переменного ЭМП называют число колебаний, которые совершаются за 2π единиц времени:

Угловая частота имеет размерность радиан в секунду. Электромагнитные поля частотой, равной нулю, называются статическими (электростатическими и магнитостатическими).

В технике чаше всего используют электротехническую шкалу источников ЭМП:

Скорость и длина волны. Электромагнитной волной называется распространяющееся в пространстве (или среде) переменное электромагнитное поле. Скорость ν, м/с, распространения электромагнитной волны определяется свойствами среды:

(5.13)

Длиной волны λ называется расстояние, на которое распространяется фронт электромагнитной волны за время Г, равное периоду колебаний в источнике (длину волны можно также определять как ближайшее расстояние между точками ЭМП с одинаковыми фазами, м):

Интенсивность. В гигиене труда интенсивность ЭМП характеризуется следующими величинами в диапазоне частот 0. 300 МГц:

Для поля в вакууме справедливо соотношение

В воздухе на расстояниях от источника, больших длины волны (в дальней зоне), напряженности Е и Н связаны простым соотношением

Пространство вокруг источника (излучателя) ЭМП условно делят на ближнюю (индукции) и дальнюю (излучения) зоны воздействия.

Ближняя зона (зона индукции). Под ближней зоной воздействия понимается зона, в которой электромагнитное (волновое) поле еще не сформировано на расстоянии r ≤ λ/6 от излучателя; как следствие этого, одна из составляющих поля намного меньше другой. В ближней зоне одна из составляющих (Е, В) поля слабо выражена. У таких источников ЭМП при воздействии на окружающую среду слабо выражена магнитная состааляющая напряженности. Ближняя зона (зона индукции) ограничена сферой радиусом r = λ/6, в которой излучатель находится в центре. В ближней зоне ЭМП характеризуется электрической составляющей поля Е (В/м). Поэтому в диапазонах 5. 8 частот (см. табл. 5.4) ЭМП оценивается электрической составляющей напряженности поля Е (В/м).

В случае одновременной работы нескольких источников в данной зоне принимается суммарное значение квадратов напряженности поля:

(5.18)

При одновременном воздействии нескольких источников суммарное значение параметров ЭМП определяют по формуле

(5.19)

Суммарная ППЭ_Σ от n источников на прилегающей территории для диапазонов 9. 11 частот равна:

(5.20)

При работе нескольких источников ЭМП различных диапазонов суммарное действие излучателей должно удовлетворять следующему требованию:

(5.21)

где E_0i предельно допустимый уровень напряженности электрического поля для i-го источника на границе санитарно-защитной зоны; — предельно допустимый уровень интенсивности излучения для l-го источника на границе санитарно-защитной зоны; — фактическое значение параметров; i = 1, 2. k; l = 1, 2. m.

Источник

Основные параметры электромагнитных полей (ЭМП)

Для постоянного магнитного (магнитостатического) поля (ПМП) основной характеристикой является напряженность магнитного поля Н, измеряется в А/м.

В постоянном электрическом (электростатическом) поле (ЭСП) основной характеристикой является его напряженность Е, измеряется В/м.

(2.6.9)

где U – напряжение, В; l – расстояние, м.

(2.6.10)

где I – сила тока, А; r – радиус окружности силовых линий, вокруг проводника по которому течет ток, м.

При переменном электрическом поле возникает совокупность магнитного и электрического полей взаимно перпендикулярных по направлению и распространяющихся в пространстве в виде электромагнитных волн.

Электромагнитное излучение характеризуется длиной волны, напряженностью магнитного (Н) и электрического (Е) полей

, (2.6.11)

где с_1- скорость распространения радиоволн, равная скорости распространения света: 300000 км/с = м/с; Т- период колебания, с; f- частота колебания, Гц.

Область распространения ЭМП от источника условно разделяют на три зоны: ближнюю (зону индукции), промежуточную (зону интерференции), и дальнюю (волновую или зону излучения).

Это пространство считается зоной облучения. Если рабочее место расположено в зоне индукции, работающий будет подвергаться воздействию периодически меняющихся электрического и магнитного полей, и их интенсивность будет определяться соответственно величинами Е и Н. В зоне индукции между Е и Н существует произвольное соотношение в зависимости от вида электромагнитного излучения (ЭМИ).

Зона индукции (зона формирования) простирается на расстояние

Очевидно в ближайшей зоне (индукции) находятся рабочая зона установок с НЧ, СЧ, ВЧ и УВЧ. Поэтому в них контроль проводится по измерению параметров Е и Н. (в этой зоне и промежуточной зоне электромагнитная волна еще не сформирована).

Зона излучения (волновая зона) простирается на расстояние R>λ/(2П). В волновой зоне существует соотношение Е=377 Н.

А в дальней зоне (излучения) находятся рабочие места с источниками электромагнитного излучения с длиной волны менее 1м СВЧ. В этой зоне электромагнитная волна уже сформировалась, поэтому ЭМИ оценивается не по величинам Е и Н, а по плотности потока энергии (ППЭ), который проходит в 1 с через 1 м2 поверхности перпендикулярной направлению распространения волн (Вт/ м2).

Влияние электромагнитных полей радиочастот на организм человека.

Степень влияния ЭМП на организм человека зависит от интенсивности поля, характера диапазона частот, продолжительности нахождения человека в опасной зоне облучения. Пренебрежительное отношение людей к опасности облучения обусловлено недооценкой или незнанием опасности облучения, отсутствием быстрого появления отрицательных последствий для организма и неспособностью органов чувств обнаруживать облучение.

Длительное воздействие электромагнитных излучений низкой частоты вызывает функциональное нарушение центральной нервной системы, изменения в составе крови, сердечно- сосудистой системы (особенно при высокой напряженности ЭМИ).

Высокочастотное излучение вызывает в организме изменение условно- рефлекторной деятельности (торможение условных и безусловных рефлексов), падение кровяного давления, снижение пульса. Постоянное воздействие облучения может привести к стойким функциональным изменениям в нервной и сердечно- сосудистой системах.

При попадании человека в зону облучения, энергия магнитного поля частично поглощается его телом. Под действием высокочастотных полей в тканях возникают высокочастотные токи, сопровождающиеся тепловым эффектом. Электромагнитные поля при длительном воздействии могут вызывать повышенную утомляемость, раздражительность, головную боль, нарушение сна, понижение кровяного давления, изменение температуры тела и другие явления, связанные с расстройством центральной нервной и сердечно- сосудистой систем. Поля СВЧ, особенно сантиметрового и миллиметрового диапазонов, кроме того, вызывают изменения в крови, помутнение хрусталика (катаракта), ухудшение обоняния, а в отдельных случаях наблюдаются выпадение волос, ломкость ногтей и т.п.

Функциональные сдвиги, вызванные воздействием электромагнитных полей после прекращения облучения обратимы. При этом следует учитывать, что обратимость функциональных сдвигов не беспредельна. Она определяется интенсивностью облучения, продолжительностью воздействия, а также индивидуальными особенностями организма. Поэтому профилактика профессиональных заболеваний должна включать, наряду с разработкой технических средств защиты, организационные мероприятия. Одной из основных проблем является защита работников на их рабочих местах.

Гигиеническое нормирование электромагнитных излучений.

Гигиеническим критерием безопасного пребывания человека в электромагнитном поле промышленной частоты(50 Гц) с напряжением 400 кВ и более принята напряженность электрического поля (Е). Нормируется, при этом, время пребывания человека в зависимости от напряженности электрического поля. В соответствии с ГОСТ 12.002-84 «Электрические поля промышленной частоты»: предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности Е устанавливается равным 25 кВ/м; пребывание в зоне с напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты запрещено. В таблице 2.6.5. приведено время безопасного пребывания людей в электрическом поле.

Источник

Электромагнитные поля, характеристики, нормирование, воздействие на организм человека

Электромагнитные поля невидимы и действие их не обнаруживается органами чувств, что нередко порождает пренебрежительное отношение работающих к опасности электромагнитного облучения, недооценку его вредного действия на организм.

Электромагнитное поле– область распространения электромагнит­ных волн.

Электромагнитное поле характеризуется:

· частотой излучения f, Гц;

· скоростью распространения, км/c.

Электромагнитная волна распространяется в воздухе со скоростью света с = 300 000 км/с. Связь между длиной и частотой электромагнитной волны определяется зависимостью:

В настоящее время практически во всех отраслях промышленности и в быту широко используется электромагнитная энергия. По своему проис­хождению электромагнитное излучение (ЭМИ) и электромагнитный фон, создаваемый им, могут быть:

К природным электромагнитным полямотносятся квазистатиче­ские электрические и магнитные поля Земли, радиоизлучения Солнца и га­лактик, атмосферные разряды.

Техногенное ЭМИ может быть:

Известно, что мировые энергоресурсы удваиваются каждые 10 лет, а доля ЭМП в электроэнергетике за это время возрастает в три раза. Производственными источниками ЭМП являются:

— изделия, специально созданные для излучения электромагнитной энергии: радио- и телевизионные вещательные станции, радиолокацион­ные установки, физиотерапевтические аппараты, системы радиосвязи, тех­нологические установки в промышленности;

— устройства, не предназначенные для излучения электромагнитной энергии в пространство, но в которых при работе протекает электрический ток: системы передачи и распределения электроэнергии (линии электропе­редачи, трансформаторные и распределительные подстанции) и приборы, потребляющие электроэнергию (электродвигатели, электроплиты, холо­дильники, телевизоры и т.п.).

Электростатические полясоздаются в энергетических установках и при электротехнических процессах. В зависимости от источников обра­зования они могут существовать в виде собственно электростатического поля (поля неподвижных зарядов) или стационарного электрического поля (электрическое поле постоянного тока).

В промышленности ЭСП широко используются для электрогазоочи­стки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатическо­го нанесения лакокрасочных и полимерных материалов.

Статическое электричествообразуется при изготовлении, транс­портировке и хранении диэлектрических материалов, в помещениях вы­числительных центров, на участках множительной техники. Электростати­ческие заряды и создаваемые ими электростатические поля могут возни­кать при движении диэлектрических жидкостей и некоторых сыпучих ма­териалов по трубопроводам.

Магнитные полясоздаются электромагнитами, соленоидами, уста­новками конденсаторного типа, литыми и металлокерамическими магни­тами и другими устройствами.

В ЭМП различаются три зоны, которые формируются на различных расстояниях от источника ЭМИ.

Первая зона – зона индукции (ближняя зона), охватывает промежу­ток от источника излучения до расстояния, равного примерно λ/2π ≈ 1/6 λ. В этой зоне электромагнитная волна еще не сформирована и поэтому элек­трическое и магнитное поля не взаимосвязаны и действуют независимо.

Вторая зона – зона интерференции (промежуточная зона), распола­гается на расстояниях примерно от λ/2π до 2πλ. В этой зоне происходит формирование электромагнитной волны и на человека действует электри­ческое и магнитное поля, а также оказывается энергетическое воздействие.

Третья зона – волновая зона (дальняя зона), располагается на рас­стояниях свыше 2πλ. В этой зоне электромагнитная волна сформирована, электрическое и магнитное поля взаимосвязаны. На человека в этой зоне воздействует энергия волны.

Биологически значимыми являются электрические поля частотой 50 Гц, создаваемые воздушными линиями электропередачи и подстанция­ми. Напряженность магнитных полей промышленной частоты в местах размещения ЛЭП и подстанций сверхвысокого напряжения на 1 – 3 поряд­ка превышает естественные уровни магнитного поля Земли. Высокие уровни ЭМИ наблюдаются на территориях и за пределами территорий раз­мещения передающих радиоцентров низкой, средней и высокой частоты.

Бытовой электромагнитный фон обусловлен работой бытовых электроприборов, радио- и телеприемников, микроволновых печей, радио­телефонов, компьютеров и т.д.

Оценка опасности воздействия ЭМИ на человекапроизводится по величине электромагнитной энергии, поглощенной телом человека. Реак­ция организма человека на составляющие ЭМП не является одинаковой, поэтому при оценке условий работы необходимо учитывать электриче­скую и магнитную напряженность поля. Неблагоприятные воздействия то­ков промышленной частоты проявляются только при напряженности маг­нитного поля порядка 160 – 300 А/м. Практически при обслуживании даже мощных электроустановок высокого напряжения магнитная напряжен­ность поля не превышает 20 – 25 А/м. Поэтому оценку потенциальной опасности воздействия ЭМП достаточно производить по величине элек­трической напряженности поля.

Электромагнитное полекак совокупность переменных электриче­ского и магнитного полей оценивается векторами напряженностей – элек­трической Е, В/м, и магнитной Н, А/м.

Фазы колебания векторов Е и Н происходят во взаимно-перпендикулярных плоскостях.

На рис. 1 представлен частотный спектр электромагнитных волн.

Энергия ЭМП определяется плотностью потока энергии, Вт/м 2 :

Переменное магнитное поле частотой 50 Гц(СанПиН 2.2.4.11-25-2003) и постоянное магнитное поле(СН 9-85 РБ 98) характеризу­ются следующими параметрами: . магнитной индукцией В, Тл (тесла); . потоком магнитной индукции Ф, Bб (вебер); . напряженностью Н, А/м (ампер на метр).

Магнитная индукция— величина, чис­ленно равная силе, с которой магнитное поле действует на проводник длиной в 1 м с проте­кающим но нему током в 1 А и определяется:

Поток магнитной индукции— физиче­ская величина, характеризующая количество магнитной индукции, воздействующее на еди­ницу площади поверхности:

Напряженность— физическая величина, характеризующая магнит-

Н = В/ц_а, где ц_а — абсолютная магнитная проницаемость.

Величина абсолютной магнитной проницаемости определяется:

Спектр ЭМИ природного и техногенного происхождения, оказы­вающий влияние на организм человека, имеет диапазон волн от тысячи ки­лометров (переменный ток) до триллионной части миллиметра (космиче­ские энергетические лучи).

Электромагнитные поля классифицируются по частотным диапазо­нам или длине волны. Классификация волн, определяемая длиной (или частотой) волны, представлена в табл. 6.

Источник

Электромагнитные поля и излучения (неионизирующие излучения)

Электромагнитная волна — это колебательный процесс, свя­занный с изменяющимися в пространстве и во времени взаимо­связанными электрическими и магнитными полями. Область распространения электромагнитных волн называется электро­магнитным полем (ЭМП).

Основные характеристики электромагнитного поля. Электро­магнитное поле характеризуется частотой излучения f, измеряе­мой в герцах, или длиной волны X, измеряемой в метрах. Электро­магнитная волна распространяется со скоростью света (3 • 10 8 м/с), и связь между длиной и частотой электромагнитной волны определяется зависимостью

где с — скорость света. На рис. 2.19 представлен частотный спектр электромагнитных волн.

Электромагнитное поле обладает энергией, а электромагнитная волна, рас­пространяясь в окружающем пространст­ве, переносит эту энергию. Электромаг­нитное поле имеет электрическую и маг­нитную составляющие.

Характеристикой электрической со­ставляющей ЭМП является напряжен­ность электрического поля Е, единицей измерения которой является В/м.

Характеристикой магнитной состав­ляющей ЭМП является напряженность магнитного поля Н (А/м).

Для отдельных диапазонов ЭМИ (световой диапазон, лазерное излучение) известны другие характеристики, кото­рые будут рассмотрены ниже.

Классификация электромагнитных по­лей. Электромагнитные поля классифи­цируются по частотным диапазонам или длине волны. Классификация волн, оп­ределяемая длиной (или частотой) вол­ны, представлена в табл. 2.7.

Видимый свет (световые волны), ин­фракрасное (тепловое) и ультрафиолето­вое излучение — это также электромагнит­ная волна. Эти виды коротковолнового излучения оказывают на человека специ­фическое воздействие.

Таблица 2.7. Классификация электромагнитных волн

Особой разновидностью ЭМИ является лазерное излучение (ЛИ), генерируемое в диапазоне длин волн 0,1. 1000 мкм. Осо­бенностью ЛИ является его монохроматичность (строго одна длина волны), когерентность (все источники излучения испуска­ют волны в одной фазе), острая направленность луча (малое рас­хождение луча).

Условно к неионизирующим излучениям (полям) можно от­нести электростатические поля (ЭСП) и магнитные поля (МП).

Электростатическое поле — это поле неподвижных электри­ческих зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними. Статическое электричество — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного элек­трического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках.

Магнитное поле может быть постоянным, импульсным, пере­менным.

Источники ЭМП на производстве. К источникам ЭМП на производстве относятся две большие группы источников:

• изделия, которые специально созданы для излучения элек­тромагнитной энергии: радио- и телевизионные вещатель­ные станции, радиолокационные установки, физиотерапев­тические аппараты, различные системы радиосвязи, техно­логические установки в промышленности. ЭМП широко используются в промышленности, например в таких техно­логических процессах, как закалка и отпуск стали, накатка твердых сплавов на режущий инструмент, плавка металлов и полупроводников и т. д.;

• устройства, не предназначенные для излучения электро­магнитной энергии в пространство, но в которых при ра­боте протекает электрический ток и при этом происходит паразитное излучение электромагнитных волн. Это систе­мы передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи — ЛЭП, трансформаторные и распреде­лительные подстанции) и приборы, потребляющие элек­троэнергию (электродвигатели, электроплиты, электрона­греватели, видеодисплейные терминалы, холодильники, телевизоры и т. п.).

Электростатические поля (ЭСП) создаются в энергетических установках и при электротехнических процессах. В зависимости от источников образования они могут существовать в виде соб­ственно электростатического поля (поля неподвижных зарядов)

или стационарного электрического поля (электрическое поле постоянного тока). В промышленности ЭСП широко использу­ются для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасоч­ных и полимерных материалов. Статическое электричество об­разуется при изготовлении, испытаниях, транспортировке и хра­нении полупроводниковых приборов и интегральных схем, шлифовке и полировке футляров радиотелевизионных приемни­ков, в помещениях вычислительных центров, на участках мно­жительной техники, а также в ряде других процессов, где ис­пользуются диэлектрические материалы. Электростатические за­ряды и создаваемые ими электростатические поля могут возникать при движении диэлектрических жидкостей и некото­рых сыпучих материалов по трубопроводам, переливании жид­костей-диэлектриков, скатывании пленки или бумаги в рулон.

Магнитные поля создаются электромагнитами, соленоидами, установками конденсаторного типа, литыми и металлокерамиче-скими магнитами и др. устройствами.

В ЭМП различаются три зоны, которые формируются на различных расстояниях от источника ЭМИ.

Первая зона — зона индукции (ближняя зона) охватывает про­межуток от источника излучения до расстояния, равного при­мерно

\/6Х. В этой зоне электромагнитная волна еще не сформирована и поэтому электрическое и магнитное поля не взаимосвязаны и действуют независимо.

Вторая зона — зона интерференции (промежуточная зона) располагается на расстояниях примерно от Х/2к до Ink. В этой зоне происходит формирование ЭМВ и на человека действует электрическое и магнитное поля, а также оказывается энергети­ческое воздействие.

Третья зона — волновая зона (дальняя зона) располагается на расстояниях свыше 2кк. В этой зоне ЭМВ сформирована, элек­трическое и магнитное поля взаимосвязаны. На человека в этой зоне воздействует энергия волны.

Воздействие неионизирующих излучений на человека.Электро­магнитные поля биологически активны — живые существа реа­гируют на их действие. Однако у человека нет специального ор­гана чувств для определения ЭМП (за исключением оптического диапазона). Наиболее чувствительны к электромагнитным полям центральная нервная система, сердечно-сосудистая, гормональ­ная и репродуктивная системы.

Длительное воздействие на человека электромагнитных полей промышленной частоты (50 Гц) приводит к расстройствам, кото­рые субъективно выражаются жалобами на головную боль в ви­сочной и затылочной области, вялость, расстройство сна, сниже­ние памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в сердце, нарушение ритма сердечных сокращений. Могут наблю­даться функциональные нарушения в центральной нервной сис­теме, а также изменения в составе крови.

Воздействие электростатического поля на человека связано с протеканием через него слабого тока. При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реак­ции на протекающий ток возможна механическая травма от уда­ра о расположенные рядом элементы конструкций, падение с высоты и т. д. К ЭСП наиболее чувствительны центральная нервная система, сердечно-сосудистая система. Люди, работаю­щие в зоне действия ЭСП, жалуются на раздражительность, го­ловную боль, нарушение сна.

При воздействии магнитных полей могут наблюдаться нару­шения функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в составе крови. При локальном действии магнитных полей (прежде всего на руки) появляется ощущение зуда, бледность и синюшность кож­ных покровов, отечность и уплотнение, а иногда ороговение кожи.

Воздействие ЭМИ радиочастотного диапазона определяется плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжитель­ностью воздействия, режимом облучения (непрерывное, преры­вистое, импульсное), размером облучаемой поверхности тела, индивидуальными особенностями организма. Воздействие ЭМИ может проявляться в различной форме — от незначительных из­менений в некоторых системах организма до серьезных наруше­ний в организме. Поглощение организмом человека энергии ЭМИ вызывает тепловой эффект. Начиная с определенного пре­дела организм человека не справляется с отводом теплоты от от­дельных органов, и их температура может повышаться. В связи с этим воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей и органов со слаборазвитой сосудистой системой и недостаточным крово­обращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузыри). Облучение глаз может привести к ожогам роговицы, а облучение ЭМИ СВЧ-диапазона — к помутнению хрусталика — катаракте.

При длительном воздействии ЭМИ радиочастотного диапа­зона даже умеренной интенсивности могут произойти расстрой­ства нервной системы, обменных процессов, изменения состава крови. Могут также наблюдаться выпадение волос, ломкость ногтей. На ранней стадии нарушения носят обратимый характер, но в дальнейшем происходят необратимые изменения в состоя­нии здоровья, стойкое снижение работоспособности и жизнен­ных сил.

Инфракрасное (тепловое) излучение, поглощаясь тканями, вы­зывает тепловой эффект. Наиболее поражаемые ИК-излучени-ем — кожный покров и органы зрения. При остром поврежде­нии кожи возможны ожоги, резкое расширение капилляров, усиление пигментации кожи. При хроническом облучении появ­ляется стойкое изменение пигментации, красный цвет лица, на­пример у стеклодувов, сталеваров. Повышение температуры тела ухудшает самочувствие, снижает работоспособность человека.

Световое излучение при высоких энергиях также представляет опасность для кожи и глаз. Пульсации яркого света ухудшают зрение, снижают работоспособность, воздействуют на нервную систему (подробнее световое излучение рассматривается в главе 2 раздела 4).

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) большого уровня может вызвать ожоги глаз вплоть до временной или полной потери зре­ния, острое воспаление кожи с покраснением, иногда отеком и образование пузырей, при этом возможно повышение темпера­туры, появление озноба, головная боль. Острые поражения глаз называются электроофтальмией. Хроническое УФИ умеренного уровня вызывает изменение пигментации кожи (загар), вызывает хронический конъюктивит, воспаление век, помутнение хруста­лика. Длительное воздействие излучения приводит к старению кожи, развитию рака кожи. УФИ небольших уровней полезно и даже необходимо для человека. Но в производственных условиях УФИ, как правило, является вредным фактором.

Воздействие лазерного излучения (ЛИ) на человека зависит от интенсивности излучения (энергии лазерного луча), длины вол­ны (инфракрасного, видимого или ультрафиолетового диапазо­на), характера излучения (непрерывное или импульсное), време­ни воздействия. На рис. 2.20 представлены факторы, определяю­щие биологическое действие лазерного излучения. Лазерное

Рис. 2.20. Факторы, определяющие биологическое действие лазерного излучения

излучение действует избирательно на различные органы, выде­ляют локальное и общее повреждение организма.

При облучении глаз легко повреждаются и теряют прозрач­ность роговица и хрусталик. Нагрев хрусталика приводит к обра­зованию катаракты. Для глаз наиболее опасен видимый диапа­зон лазерного излучения, для которого оптическая система глаза становится прозрачной и поражается сетчатка глаза. Поражение сетчатки глаза может привести к временной потери зрения, а при высоких энергиях лазерного луча даже к разрушению сет­чатки с потерей зрения.

Лазерное излучение наносит повреждения кожи различных степеней — от покраснения до обугливания и образования глу­боких дефектов кожи, особенно на пигментированных участках (родимые пятна, места с сильным загаром).

ЛИ, особенно инфракрасного диапазона, способно прони­кать через ткани на значительную глубину, поражая внутренние органы. Например, прямое облучение поверхности брюшной стенки вызывает повреждение печени, кишечника и других орга­нов, при облучении головы возможны внутричерепные кровоиз­лияния.

Длительное воздействие лазерного излучения даже неболь­шой интенсивности может привести к различным функциональным нарушениям нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции, артериального давления, повышению утомляемости, снижению работоспособности.

Гигиеническое нормирование электромагнитных полей. Норми­рование ЭМИ радиочастотного диапазона <РЧ-диапазона) осуще­ствляется в соответствии с ГОСТ 12.1.006-84. Для частотного диапазона 30 кГц. 300 МГц предельно допустимые уровни излу­чения определяются по энергетической нагрузке, создаваемой электрическим и магнитным полями

где Т — время воздействия излучения в часах.

Предельно допустимая энергетическая нагрузка зависит от частотного диапазона и представлена в табл. 2.8.

Таблица 2.8. Предельно допустимая энергетическая нагрузка

Для частотного диапазона 300 МГц. 300 ГГц при непрерыв­ном облучении допустимая ППЭ зависит от времени облучения и определяется по формуле

где Т — время воздействия в часах.

Для излучающих антенн, работающих в режиме кругового обзора, и локального облучения кистей рук при работе с микро­волновыми СВЧ-устройствами предельно допустимые уровни определяются по формуле

Несмотря на многолетние исследования, сегодня ученым еще далеко не все известно о влиянии ЭМП на здоровье челове­ка. Поэтому лучше ограничивать облучение ЭМИ, даже если их уровни не превышают установленные нормативы.

Нормирование ЭМИ промышленной частоты (50 Гц) в рабо­чей зоне осуществляется по ГОСТ 12.1.002—84. Расчеты показы­вают, что в любой точке ЭМП, возникающего в электроустанов­ках промышленной частоты, напряженность магнитного поля существенно меньше напряженности электрического поля. Так, напряженность магнитного поля в рабочих зонах распредели­тельных устройств и линий электропередач напряжением до 750 кВ не превышает 20—25 А/м. Вредное же действие магнит­ного поля на человека проявляется лишь при напряженности поля свыше 150 А/м. Поэтому сделан вывод, что вредное дейст­вие ЭМП промышленной частоты может быть обусловлено лишь действием электрического поля. Для ЭМП промышленной частоты (50 Гц) установлены предельно допустимые уровни на­пряженности электрического поля.

Допустимое время пребывания персонала, обслуживающего установки промышленной частоты определяется по формуле

где Т — допустимое время нахождения в зоне с напряженностью электрического поля Е в часах; Е — напряженность электриче­ского поля в кВ/м.

Из формулы видно, что при напряженности 25 кВ/м пребы­вание в зоне недопустимо без применения индивидуальных средств защиты человека, при напряженности 5 кВ/м и менее допустимо нахождение человека в течение всей 8-часовой рабо­чей смены.

При нахождении персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью допустимое время пребывания чело­века можно определить по формуле

Предельно допустимое значение напряженности электроста­тических полей (ЭСП) устанавливается в ГОСТ 12.1.045—84 и не должно превышать 60 кВ/м при действии в течение 1 ч. При на­пряженности ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в поле не регламентируется.

Напряженность магнитного поля (МП) в соответствии с ПДУ 1742—77 на рабочем месте не должна превышать 8 кА/м.

Нормирование инфракрасного (теплового) излучения (ИК-излучения) осуществляется по интенсивности допустимых суммар­ных потоков излучения с учетом длины волны, размера облучае­мой площади, защитных свойств спецодежды в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 и СанПиН 2.2.4.548-96.

Гигиеническое нормирование ультрафиолетового излучения (УФИ) в производственных помещениях осуществляется по СН 4557—88, в которых установлены допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волны при условии за­шиты органов зрения и кожи.

Гигиеническое нормирование лазерного излучения (ЛИ) осу­ществляется по СанПиН 5804—91. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция (Н, Дж/см 2 — отношение энергии излучения, падающей на рассматриваемый участок по­верхности, к площади этого участка, т. е. плотность потока энер­гии). Значения предельно допустимых уровней различаются в зависимости от длины волны ЛИ, длительности одиночного им­пульса, частоты следования импульсов излучения, длительности воздействия. Установлены различные уровни для глаз (роговицы и сетчатки) и кожи.

1. Дайте определение электромагнитной волны. Какими параметрами характеризуется электромагнитное поле?

2. Как классифицируются электромагнитные волны по длине волны или частотным диапазонам? Дайте характеристику основных частотных диапазонов.

3. Назовите источники электростатических и магнитных полей.

4. Как воздействует ЭСП и поле промышленной частоты на человека?

5. Как воздействует на человека ЭМП радиочастотного диапазона?

6. Как воздействует лазерное излучение на человека?

7. Как воздействует на человека инфракрасное и ультрафиолетовое из­лучение? i

8. Какие зоны формируются у источника ЭМП и каковы их характерные размеры? Какова протяженность ближней зоны (зоны индукции) ис­точника ЭМИ промышленной частоты?

9. Как осуществляется гигиеническое нормирование ЭМИ радиочастот­ного диапазона? Какие параметры и в каких частотных диапазонах нормируются?

10.Как осуществляется нормирование ЭМИ промышленной частоты?

11.От каких характеристик ЛИ зависит его биологическое действие на человека?

12.Какой параметр ЛИ нормируется и от каких характеристик излучения он зависит?

13.Укажите источники ЭМИ на производстве, связанным с вашей буду­щей специальностью. Каковы их частотные диапазоны?

Источник