Лабораторно-практичне заняття № 4

Тема. Дослідження фізичних факторів навколишнього середовища, які впливають на психофізіологічний стан людини

Мета роботи:

а) з’ясувати, які фізичні параметри навколишнього середовища впливають на психофізіологічний стан людини і в чому прояв­ляються наслідки такого впливу;

б) засвоїти навчальний матеріал про вплив електромагнітного випромінювання, шуму й вібрації на організм людини;

в) визначити рівень електромагнітного забруднення у навчально­му приміщенні (поблизу силового електророзподільного щита, комп’ютера тощо);

г) виміряти параметри шумів і порівняти їх із допустимими нор­мами.

Лабораторне та методичне забезпечення:

магнітометр «L-микро» з вимірювальним пристроєм, вимірювач шу­му й вібрації ВШВ-003, технічні паспорти до обладнання, навчаль­но-методичні посібники.

Теоретичні відомості

На психофізіологічний стан людини суттєво впливають такі фі­зичні фактори навколишнього середовища, як вібрація, шум та елек­тромагнітні випромінювання.

1. Електромагнітні випромінювання у навколишньому середовищі

Навколо Землі існують електричні й магнітні поля, інтенсив­ність яких постійно змінюється під дією грозових розрядів, опадів, а також вітрів та сонячної активності, що призводить до річних і добо­вих коливань цих полів (магнітних бур). До фонового випроміню­вання у процесі науково-технічного розвитку людство додало цілий ряд факторів, які в декілька разів підсилили електромагнітні поля (ЕМП). Масового застосування у промисловості та побуті набули прилади й обладнання, які під час роботи утворюють електромагніт­не випромінювання широкого діапазону частот. Наприклад, в аеро­портах і на військових об’єктах працюють радіолокатори, які є по­тужним джерелом електромагнітної енергії.

Електромагнітні випромінювання – це процес утворення віль­ного електромагнітного поля, що випромінює прискорено рухомі заряджені частинки. Електромагнітне поле навколо джерела випро­мінювання умовно розподіляється на три зони: перша (ближня) – зона індукції; друга (проміжна) – зона інтерференції; третя (даль­ня) – зона випромінювання.

При збільшенні відстані від джерела ЕМП його інтенсивність суттєво зменшується аж до повного зникнення. На характер розподі­лу ЕМП впливає розташування у приміщенні металевих предметів, наявність екранування, розміщення комунікацій, зокрема електрич­них мереж тощо.

Біологічна дія електромагнітних хвиль на організм людини залежить від потужності джерела випромінювання (наприклад, теле­візійної чи радіолокаційної станції), тривалості опромінення, його фізичних параметрів (довжини хвилі, характеру й режиму випромі­нювання). За характером розрізняють безперервне й імпульсне ви­промінювання. Режим опромінення може бути постійним або інтермінуючим.

Переважна більшість населення (за виключенням екстрасенсів) не відчуває ЕМП. Однак підвищений рівень електромагнітних ви­промінювань завдає суттєвої шкоди здоров’ю людини. Передусім від цього страждають нервова й серцево-судинна системи, у людини виникає головний біль, з’являється перевтома та порушення сну.

Особливо небезпечними є райони біля радіотелецентрів, висо­ковольтних ліній електропередач і трансформаторних підстанцій, де рівень електромагнітних випромінювань перевищує допустимі нор­ми, негативно впливає на людину, порушує природну міграцію тварин, процеси росту рослин тощо.

Електромагнітні поля виникають також в атмосфері при атом­них вибухах. Вони є короткочасними, тому називаються електромаг­нітними імпульсами. Одночасно з ними виникають радіохвилі, що сприймаються апаратурою як перешкоди. Під дію електромагнітно­го імпульсу можуть потрапити лінії зв’язку, електропостачання, а також апаратура, що пов’язана з ними.

До групи джерел ЕМП належать, у першу чергу, всі системи підприємств передавання й розподілу електроенергії, трансформато­рні підстанції, електростанції, системи електропроводки, різноманіт­ні кабельні системи, побутове та офісне електротехнічне устатку­вання, електротранспорт, ліфти. Джерелами електромагнітного поля в житлових приміщеннях і закладах освіти є: електропроводка, хо­лодильники, праски, пилосмоки, електропечі, телевізори, комп’юте­ри та інші прилади, які працюють від електромережі.

Найпотужнішими джерелами електромагнітного випроміню­вання з частотою біля 50 Гц є: електротехнічне обладнання будівель, у тому числі трансформатори, що встановлені у суміжних примі­щеннях; кабельні лінії, якими підводиться електрика до всіх квартир та до інших споживачів системи життєзабезпечення будинку.

Негативний вплив електричних мереж у житлових і адміністра­тивних будівлях зумовлений тим, що людина постійно перебуває у приміщенні поблизу електричних мереж. Залізобетонні конструкції й комунікації у житлових будівлях створюють ефект «екранованої кімнати», що підсилює електромагнітний ефект при розміщенні в них різноманітних джерел випромінювання. Електротранспорт, у свою чергу, теж є потужним джерелом електромагнітного поля в ді­апазоні частот від Одо 1000 Гц. Наприклад, середнє значення маг­нітної складової ЕМП електропотягів може досягати 200 мікротесла (мкТл), у той час, як гранично допустимий рівень (ГДР) складає ли­ше 0,2 мкТл. Тому напруженість ЕМП вище 0,2 мкТл вважається шкідливою.

Отже, техногенні джерела електромагнітного поля можна поді­лити на дві групи. До першої групи належать високовольтні лінії електропередач, побутова, електрична й електронна техніка, елект­ромережі житлових і адміністративних будівель, електротранспорт. До другої групи належать передавальні теле- й радіоцентри, системи стільникового зв’язку, радіолокаційні станції, відеодисплейні термі­нали (ВДТ) і комп’ютери.

Електромагнітні поля негативно впливають не тільки на орга­нізм людини, яка безпосередньо працює з джерелом випромінюван­ня, але й на населення, що мешкає поблизу джерел випромінювання. Вплив ЕМП на людину проявляється у гострій та хронічній формі і призводить до порушення фізіологічних функцій організму. Ці порушення виникають у результаті дії електричної складової ЕМП на нервову й серцево-судинну системи, а також на структуру головного та спинного мозку. Сумісну дію широкого діапазону електромагніт­них випромінювань можна класифікувати як окрему радіохвильову хворобу, яку часто супроводжують захворювання органів дихання й травлення, а також загальне збільшення кількості різноманітних за­хворювань. Зокрема, у результаті дії на організм людини електрома­гнітних випромінювань у діапазоні частот 30 КГц — 300 МГц спо­стерігаються такі негативні явища: загальна слабкість, підвищена втомлюваність, сонливість, порушення сну, головний біль та біль у ділянці серця; виникають симптоми, які свідчать про порушення ро­боти різних органів (шлунку, печінки й підшлункової залози); погір­шуються харчові та статеві рефлекси; змінюється склад крові; фіксу­ються зміни на клітинному рівні. Систематична дія на людину ЕМП високих частот спричиняє підвищення кров’яного тиску, трофічні явища (випадіння волосся, ламкість нігтів тощо).

Одним з ефективних способів попередження професійних за­хворювань, які виникають у результаті тривалої дії електромагнітних випромінювань, є встановлення гранично допустимих рівнів елект­ромагнітних випромінювань. Допустимі рівні на робочих місцях й вимоги до проведення контролю наведені у табл. 4.1 і 4.2.

Рівні ЕМП контролюють не рідше, ніж один раз на рік. Заміри рівня електромагнітних випромінювань також проводяться перед уведенням в експлуатацію нових об’єктів або після реконструкції старих.

Захистом від електромагнітних випромінювань є екранування, засоби індивідуального захисту, скорочення часу перебування в зоні електромагнітного випромінювання тощо.

Таблиця 4.1

Допустимі рівні напруженості ЕМП радіочастотного діапазону

Діапазон частот, Гц	Допустимі рівні напруженості електромагнітного поля		Допустима поверхнева щільність потоку енергії, Вт/м2
	за електричною складовою (Е), В/м	за магнітною складовою (Н), А/м
60 кГц — 3 МГц	50	5	-
3-30 МГц	20	-	-
ЗО - 50 МГц	10	0,3	-
50-300 МГц	5	-	-
300-300 ГГц	-	-	10

У побутових умовах повністю ізолювати себе від ЕМП немо­жливо, але обмежити вплив електромагнітних випромінювань потрібно. Для цього необхідно: обмежити кількість побутової техніки у житлових приміщеннях; вимикати на ніч усі побутові електричні пристрої; не встановлювати ліжка і дивани в кутках кімнати, де рівень електромагнітних випромінювань вище, ніж в інших місцях; уживати інших заходів, спрямованих на зменшення інтенсивності ЕМП.

Вимоги до комп’ютерної техніки, яка використовується в закла­дах освіти та в побуті, регламентуються відповідними державними стандартами:

1. Параметри безпеки – електрична, механічна, пожежна безпека (ДСТ 50377-92).

2. Санітарно-гігієнічні вимоги – рівень звукових шумів (ДСТ 2718-88), ультрафіолетове, рентгенівське випромінюван­ня і показники якості зображення (ДСТ 27954-88).

3. Електромагнітна сумісність – випромінювані радіоперешкоди (ДСТ 292,16-91).

У зв’язку з тим, що більшість населення не має приладів для електромагнітного контролю, розроблено заходи для створення еле­ктромагнітної безпеки населення.

Потрібно суворо витримувати розміри санітарно-захисних (охоронних) зон для ліній електропередач («захист відстанню»). Вони встановлюються залежно від напруги ЛЕП. Наприклад, для ЛЕП напругою 330 кВ охоронна зона повинна складати 20 м, для ЛЕП напругою 500, 750 і 1150 кВ — 30, 40, 50 метрів відповідно. У ме­жах ЛЕП забороняється розміщувати житлові будівлі, стоянки й зупинки всіх видів транспорту, влаштовувати спортивні та ігрові майданчики. Бажано обмежити перебування у даній зоні, зокрема не рекомендується збирати плоди, ягоди, лікарські рослини тощо.

Користування побутовою й офісною електричною та елект­ронною технікою повинне здійснюватися відповідно до вимог, які вказа­ні у технічному паспорті приладу. Для захисту від електростатичних зарядів на екранах відеодисплейних терміналів і телевізорів необхід­но дотримуватися певної відстані між глядачем і екраном (не менше 1 м для телевізора з електронно-променевою трубкою до 36 см і не менше 2 м для телевізора з кінескопом 51 см по діагоналі), мати за­землення екранів ВДТ, систематично проводити вологе прибирання приміщень, застосовувати побутові іонізатори, підвищувати вологість повітря у приміщенні.

Таблиця 4.2

Допустимі значення параметрів електромагнітних випромінювань

Параметри електромагнітних випромінювань	Допустимі значення
Напруженість електромагнітного поля на відстані 50 см навколо ВДТ за електричною складовою: в діапазоні частот 5 Гц-2 кГц;	25 В/м
в діапазоні частот 2 -400 кГц	2,5 В/м
Щільність магнітного потоку повинна бути не більш: в діапазоні частот Ь Гц- 2 кГц;	250 нТл
в діапазоні частот 2 -400 кГц	25 нТл
Поверхневий електростатичний потенціал	500 В

Якщо можливо, необхідно обмежити час перебування біля функ­ціональних передавачів інформації: теле- і радіоцентрів, РЛС, стан­цій різних систем зв’язку. Не потрібно наближатися до антени по­тужного джерела ЕМВ ближче, ніж на кілометр, не підходити до антен супутникового зв’язку ближче, ніж на 20 м.

Час користування мобільним телефоном стільникового зв’язку повинен бути максимально обмежений, використовувати його рекомен­дується як резервний засіб зв’язку («захист часом»); під час роботи з радіотелефоном необхідно щільно охоплювати слухавку рукою, збері­гаючи певну відстань між нею і вухом («захист відстанню»).

При придбанні відеодисплейного термінала, персональної ЕОМ не­обхідно з’ясувати їхню відповідність ДСТУ і вимогам ТСО. У процесі експлуатування комп’ютерної техніки потрібно використовувати інже­нерні засоби захисту екрана та дотримуватися режиму роботи з ВДТ.

Вживати санітарно-гігієнічні й медико-профілактичні заходи, зокрема: проводити періодичні огляди населення, особливо тієї части­ни, яка мешкає поблизу стаціонарних джерел ЕМГІ; проводити фізіо­терапію й медикаментозну профілактику. Слідкувати за повідомленнями служби контролю за виникненням геомагнітних збурень у магнітосфері й експрес-оцінки геомагнітної ото­чення; населення оповіщають про ситуацію, яка склалася, з відповід­ними рекомендаціями про правила поведінки, про приймання лікар­ських і немедикаментозних засобів людьми старшого покоління, хворими, а також людьми так названої «метеочутливої» категорії.