1.4.3. Электромагнитные излучения

Под статическим электричеством понимают совокупность явлений, связанных с возникновением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности, или в объеме диэлектриков, или на изолированных проводниках.

Основная опасность, создаваемая электризацией различных материалов, состоит в возможности искрового разряда как с диэлектрической наэлектризованной поверхности, так и с изолированного проводящего объекта. В результате может произойти воспламенение горючих смесей, выход из строя электронного оборудования, электрический разряд через тело человека может вызвать нежелательные болевые и нервные ощущения и быть причиной непроизвольного резкого движения человека, в результате которого человек может получить ту или иную механическую травму.

Устранение опасности возникновения электрических зарядов достигается применением ряда мер: заземлением, повышением поверхностной проводимости диэлектриков, ионизацией воздушной среды, уменьшением электризации горючих жидкостей.

Заземление используется, прежде всего, для производственного оборудования и емкостей для хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Поверхностная проводимость диэлектриков повышается при увеличении влажности воздуха или применении антистатических примесей.

Ионизация воздуха приводит к увеличению его электропроводности, при этом происходит нейтрализация поверхностных зарядов ионами противоположного знака.

Уменьшение электризации горючих и легковоспламеняющих жидкостей (ЛВЖ) достигается повышением электропроводности жидкости, введением в нее антистатических добавок, снижением скорости движения жидкостей – диэлектриков.

Для защиты работающих от статического заряда используется обувь с электропроводящей подошвой, предусматриваются электропроводящие полы, применяют электропроводные браслеты.

Электромагнитное поле (ЭМП) представляет особую форму материи. Всякая электрически заряженная частица окружена электромагнитным полем, составляющим с ней единое целое. Но ЭМП может существовать и в свободном, отделённом от заряженных частиц, состоянии в виде движущихся со скоростью близкой к скорости света, фотонов или вообще в виде излученного движущегося с этой скоростью электромагнитного поля (электромагнитных волн).

Естественными источниками ЭМП и излучений являются: атмосферное электричество, радиоизлучения солнца и звезд, электрическое и магнитное поля Земли.

Все промышленные и бытовые электро- и радиоустановки являются источниками искусственных полей и излучений, но разной интенсивности.

Спектр электромагнитных излучений

Название ЭМИ
Статические	Постоянные электромагнитные поля
Низкочастотные	Крайне и сверхнизкие
	Инфра- и очень низкие, низкие
Радиочастотные	Длинные волны (ДВ)
	Средние волны (СВ)
	Короткие волны (КВ)
	Ультракороткие (УКВ)
	Микроволны (СВЧ)
Оптические	Инфракрасные
	Видимые
	Ультрафиолетовые
Ионизирующие	Рентгеновское излучение
	Гамма - излучение

Электростатические поля возникают при работе с легкоэлектризующимися материалами и изделиями, при эксплуатации высоковольтных установок постоянного тока.

Источниками низкочастотных ЭМИ промышленной частоты (50 Гц) являются: линии электропередач, высоковольтные установки, коммутационные устройства и т.п. чем больше ток, тем больше интенсивность магнитного поля.

Источниками ЭМИ радиочастот являются мощные радиостанции, передающие антенны, генераторы сверхвысоких частот, радиолокаторы, высокочастотные приборы (телевизоры, микроволновые печи, радиотелефоны и т.п.).

Источником повышенной опасности в быту с точки зрения электромагнитных излучений являются также микроволновые печи, телевизоры любых модификаций, мобильные телефоны. В настоящее время признаются источником риска в связи с последними данными о воздействии магнитных полей промышленной частоты: электроплиты с электропроводкой, электрогрили, утюги, холодильники (при работающем компрессоре) и другие бытовые электроприборы, включая электробритвы и электрочайники.

Жизнь на нашей планете возникла в тесном взаимодействии с электромагнитными излучениями и, прежде всего, с электромагнитным полем Земли. Человек приспособился к земному полю в процессе своего развития, и оно стало не только привычным, но и необходимым условием нашей жизни. Как увеличение, так и уменьшение интенсивности естественных полей способны сказаться на биологических процессах.

По поводу естественных полей отметим, что усиление электрического поля перед грозой и во время грозы характеризуется дискомфортностью самочувствия человека, а магнитные бури, связанные с солнечной активностью, влияют не только на ослабленных и пожилых людей, но являются одной из причин многих автодорожных и других аварий.

Слабые искусственные ЭМП неоднозначно воздействуют на живой мир, нередко оказывая благоприятное влияние. Можно утверждать о вредном воздействии сильных полей на животных и человека, которое выражается у людей прежде всего в нарушениях функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.

Механизм воздействия ЭМП на биологические объекты очень сложен и недостаточно изучен. Но в упрощенном виде это воздействие можно представить следующим образом: в постоянном электрическом поле молекулы, из которых состоит тело человека, поляризуются и ориентируются по направлению поля: в жидкостях, в частности в крови, под электрическим воздействием появляются ионы и, как следствие, токи. Однако ионные токи будут протекать в ткани только по межклеточной жидкости, так как при постоянном поле мембраны клеток, являясь хорошими изоляторами, надежно изолируют внутриклеточную среду.

При повышении частоты внешнего ЭМП электрические свойства живых тканей меняются: они теряют свойства диэлектриков и приобретают свойства проводников, причем это изменение происходит неравномерно. С дальнейшим возрастанием частоты индуцирование ионных токов постепенно замещается поляризацией молекул.

Переменное поле вызывает нагрев тканей человека как за счет переменной поляризации диэлектрика, так и за счет появления токов проводимости. Тепловой эффект является следствием поглощения энергии электромагнитного поля. На высоких частотах, прежде всего в диапазоне радиочастот (10⁵-10¹¹Гц), энергия проникшего в организм поля многократно отражается, преломляется в многослойной структуре тела с разными толщинами слоев тканей. Вследствие этого поглощается энергия ЭМП неодинаково, отсюда воздействие на разные ткани происходит также неодинаково.

Тепловая энергия, возникшая в тканях человека, увеличивает общее тепловыделение тела, возможно повышение температуры тела. Органы и ткани человека, обладающие слабо выраженной терморегуляцией, более чувствительны к облучению (мозг, глаза, почки, кишечник, семенники). Перегревание тканей и органов ведет к их заболеваниям, а повышение температуры тела на 1ºС и выше недопустимо из-за возможных необратимых изменений.

Отрицательное воздействие ЭМП вызывает обратимые, а также необратимые изменения в организме: торможение рефлексов, понижение кровяного давления (гипертония), замедление сокращений сердца (брадикардия), изменение состава крови в сторону увеличения числа лейкоцитов и уменьшения эритроцитов, помутнение хрусталика глаза (катаракта).

Субъективные критерии отрицательного воздействия ЭМП – головные боли, повышенная утомляемость, раздражительность, нарушение сна, одышка, ухудшение зрения, повышение температуры тела.

Наряду с биологическим действием, электростатическое поле и электрическое поле промышленной частоты обуславливают возникновение разрядов между человеком и другим объектом, имеющим иной, чем у человека, потенциал. Зарегистрированные при этом токи не представляют особой опасности, но могут вызывать неприятные ощущения. В последнее время появляются публикации о возможном влиянии неинтенсивных магнитных полей на возникновение злокачественных заболеваний.

Существует большое количество гипотез, объясняющих биологическое действие магнитных полей. В основном они сводятся к индуктированию токов в живых тканях и непосредственному влиянию поля на клеточном уровне.

Относительно безвредными для человека в течение длительного времени следует признать МП, имеющие порядок геомагнитного поля и его аномалий. Характерной чертой является длительная задержка относительно начала действия МП, а также ярко выраженный кумулятивный эффект при длительном действии МП. Человек начинает ощущать МП, если оно действует не менее 3-7 с. Это ощущение сохраняется некоторое время (около 10 с) и после окончания действия МП.

При несоответствии требованиям норм в зависимости от рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, уровня облучения и необходимой эффективности защиты применяют следующие способы и средства защиты или их комбинации.

Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания в рабочей зоне, если интенсивность облучения превышает нормы.

Защита расстоянием применяется, когда невозможно ослабить интенсивность облучения другими мерами, в этом случае увеличивают расстояние между источником излучения и обслуживающим персоналом.

Уменьшение излучения в самом источнике достигается за счет применения согласованных нагрузок и поглотителей мощности (коаксиальные или волноводные линии, заполнители).

Экранирование источника или рабочего места. Экраны делятся на отражающие и поглощающие. Все экраны должны заземляться.

Рациональное размещение установок в рабочем помещении в зависимости от зон излучения.

Установление рациональных режимов эксплуатации установок и работы обслуживающего персонала.

Применение средств предупреждающей сигнализации. Включение звуковой или световой сигнализации при работе излучающих установок.

Выделение зон излучения. Границы опасных зон обозначаются на местности.

Применение средств индивидуальной защиты. Комбинезоны и халаты из металлизированной ткани, защитные очки, экранирующий костюм.