9

3.33 Раздел 3. Идентификация и воздействие на человека и среду обитания вредных и опасных факторов

3.3. Источники и характеристики основных негативных факторов и особенности их воздействия на человека (продолжение)

Используемые сокращения

ИКИ – инфракрасное излучение

ЛИ – лазерное излучение

МП – магнитное поле

ЭМИ – электромагнитное излучение

ЭМП – электромагнитное поле

ЭСП – электростатическое поле

УФИ – ультрафиолетовое излучение

Физические негативные факторы

Акустические колебания, шум. Классификации шумов по физической природе, по спектрально-временным характеристикам, по среде распространения. Биологическое действие шума на организм человека. Принципы нормирования акустического воздействия различных диапазонов. Специфическое поражения слухового аппарата и неспецифические изменения других органов и систем человека. Источники акустических колебаний (шума) в техносфере

Самостоятельно по методическому пособию:

Евстигнеева Н.А., Карев С.В. Защита от шума: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности», «Основы безопасности труда» / МАДИ (ГТУ). – М., 2007. – С.4 – 21. (№ 507).

3.34 Электромагнитные поля и излучения. Основные характеристики ЭМП. Классификация ЭМП по частотным диапазонам. ЭСП, МП. Воздействие на человека электромагнитных излучений и полей, особенности воздействия ЭМП различных частотных диапазонов. Нормирование ЭМП в производственных условиях. Основные источники ЭМП в техносфере. Использование ЭМИ в информационных и медицинских технологиях.

Электромагнитные волны возникают при ускоренном движении электрических зарядов и представляют собой взаимосвязанное распространение в пространстве изменяющихся электрического и магнитного полей. Совокупность этих полей, неразрывно связанных друг с другом, называется электромагнитным полем (ЭМП).

3.35 Основные характеристики электромагнитного поля (ЭМП)

ЭМП характеризуется частотой f (Гц), длиной λ (м) электромагнитной волны. Электромагнитная волна распространяется в вакууме со скоростью света (с = 3·10⁸ м/с). Связь между длиной λ и частотой f определяется зависимостью

. (3.3.1)

Скорость распространения волн в воздухе близка к скорости распространения их в вакууме.

Несмотря на то, что частота (длина) электромагнитных волн и их свойства различны, все они – одной физической природы.

ЭМП обладает энергией, а электромагнитная волна, распространяясь в окружающем пространстве, переносит эту энергию. ЭМП имеет электрическую и магнитную составляющую. Характеристикой электрической составляющей ЭМП является напряжённость электрического поля Е, единицей измерения которой является В/м.

Характеристикой магнитной составляющей ЭМП является напряжённость магнитного поля Н, единицей измерения которой является А/м.

Величины Е и Н – векторные, их колебания происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях. При распространении в воздухе или в вакууме

. (3.3.2)

Энергия электромагнитной волны определяется по формуле

, Дж, (3.3.3)

где h

– постоянная Планка, h ≈ 6,626·10 –34 Дж · с;

Плотность потока энергии I – энергия, переносимая электромагнитной волной в единицу времени (секунду) через единичную площадь, расположенную перпендикулярно движению волны. Единицей измерения плотности потока энергии является Вт/м².

36. Таблица 3.3.5. Классификация электромагнитных волн

3.37 Электростатические и магнитные поля

Элетростатическое поле (ЭСП) – 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 объёме диэлектрика.

Магнитное поле (МП) можно назвать особым видом материи, посредством которого осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным (дипольным) моментом. МП может быть:

• постоянным; ♦ импульсным; ♦ переменным.

3.38 Воздействие на человека электромагнитных излучений и полей

Живые существа реагируют на действие ЭМП, однако у человека нет специального органа чувств для определения ЭМП (за исключением излучений оптического диапазона). Наиболее чувствительны к ЭМП следующие системы:

центральная нервная система; сердечно-сосудистая; гормональная; репродуктивная.

Процессы взаимодействия ЭМП с живой клеткой, живым организмом довольно сложные и в настоящее время в полной мере не исследованы.

Взаимодействие ЭМП с биологическим объектом определяется:

• параметрами излучения (частотой или длиной волны, когерентностью колебания, скоростью распространения, поляризацией волны);

• физическими и биохимическими свойствами биологического объекта, как среды распространения ЭМП (диэлектрическая проницаемость, электрическая проводимость, длиной волны в ткани, глубиной проникновения, коэффициентом отражения от границы воздух – ткань).

Живые организмы, состоящие из множества клеток, имеющих, в свою очередь, огромное число молекул, атомов, заряженных частиц, сами являются источниками электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот. Эти колебания могут иметь случайный и периодический характер. Эволюция биообъектов происходила под действием внешних и внутренних ЭМП. В процессе жизнедеятельности организмов возникают волновые и колебательные процессы, отображаемые, например электроэнцефалограммой, обусловленной электрической активностью мозга; электрокардиограммой, характеризующей работу сердца, и т.п.

Влияние ЭМП на человеческий организм может быть как полезным (лечебным), так и вредным. Лечебное действие ЭМП используется в лазерной хирургии, физиотерапии и т.д.

Чувствительность биологических систем к внешним ЭМП зависит от диапазона частот (длин волн) и интенсивности излучений (табл. 3.3.6).

Таблица 3.3.6. Особенности воздействия на человека ЭМП различных частотных диапазонов

Частотный диапазон	Результат воздействия
Радиочастотные	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 серьёзных наруше­ний в организме. Поглощение организмом человека энергии ЭМИ вызывает тепловой эффект. Начиная с определённого 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 сверхвысоких частот (300 МГц…750 ГГц) – 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.
Промышленной частоты (50 Гц)	Длительное воздействие ЭМП 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.
Инфракрасные (тепловое излучение)	Поглощаясь тканями, вы­зывает тепловой эффект. Наиболее поражаемые инфракрасным излучением (ИКИ) – 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.
Световые (видимое излучение)	При высоких энергиях также представляют опасность для кожи и глаз. Пульсации яркого света ухудшают зрение, снижают работоспособность, воздействуют на нервную систему
Ультрафиолетовые	Излучение высокого 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 ультрафиолетовое излучение (УФИ) умеренного уровня вызывает изменение пигментации кожи (загар), вызывает хронический конъюнктивит, 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 электростатического поля (ЭСП) на человека связано с протеканием через него слабого тока. При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реак­ции на ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма от уда­ра о расположенные рядом элементы конструкций, падении 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 (МП) 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, отёчность и уплотнение, а иногда ороговение кожи.