5.1 Основные понятия и определения

Электромагнитные волны – это взаимосвязанное распространение в пространстве изменяющихся электрического и магнитного полей. Совокупность этих полей, неразрывно связанных друг с другом, называется электромагнитным полем (ЭМП). Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 10²¹ Гц. В зависимости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиениче­ской практике к неионизирующим излучениям относят также элект­рические и магнитные поля.

Источниками электромагнитных полей являются атмосферное электричество, космические лучи, излучение солнца, а также искусственные источники: различные генераторы, трансформаторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров и др. На предприятиях источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), измерительные приборы, устройства защиты и автоматики, соединительные шины и др. Они являются источниками электрических и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц). Длительное действие таких полей 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 области сердца. Для хронического воздействия ЭМП промышленной частоты характерны нарушения ритма и замедление частоты сердечных сокращений. У работающих с ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться фун­кциональные нарушения в ЦНС и сердечно-сосудистой системе, в составе крови. Поэтому необходимо ограничивать время пребывания человека в зоне действия электрического поля, создаваемого токами промышленной частоты напряжением выше 400 кВ.

Нормирование ЭМП промышленной частоты.

Пребывание в ЭП напряженностью до 5 кВ/м включительно допускается в течение всего рабочего дня. Допустимое время (ч) пребывания в ЭП напряженностью 520 кВ/м

, (5.1)

где Е – напряженность воздействующего ЭМП в контролируемой зоне, кВ/м.

При нахождении персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП время пребывания

, (5.2)

где Т_пр – приведенное время, эквивалентное по биологическому эф­фекту пребыванию в ЭП нижней границы нормируемой напряженно­сти, ч (Т_пр < 8 ч);

– время пребывания в контролируемых зонах с напряженностью Е₁, e₂, ..., Е_n;

– допустимое время пребывания в ЭП для соответствующих контролируемых зон.

Различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон устанавливается 1 кВ/м.

В диапазоне напряженности 2060 кВ/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств защиты (ч)

, (5.3)

где Е_факт – фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

Магнитные поля могут быть постоянными (ПМП) от искусственных магнитных материалов и систем, импульсными (ИМП), инфранизкочастотными (с частотой до 50 Гц), переменными (ПеМП). Действие магнитных полей может быть непрерывным и прерывистым.

Степень воздействия магнитного поля (МП) на работающих зависит от максимальной напряженности его в рабочем пространстве магнитного устройства или в зоне влияния искусственного магнита. Доза, полученная человеком, зависит от расположения рабочего места по отношению к МП и режима труда. Каких-либо субъективных действий ПМП не вызывают. При действии ПеМП наблюдаются характерные зрительные ощущения, так называемые фосфены, которые исчезают в момент прекращения воздействия.

Большую часть спектра неионизирующих электромагнитных излу­чений (ЭМИ) составляют радиоволны (3 Гц…3000 ГГц), меньшую часть – колебания оптического диапазона (инфракрасное, видимое, ульт­рафиолетовое излучения). В зависимости от частоты падающего элек­тромагнитного излучения ткани организмов проявляют различные электрические свойства и ведут себя как проводник или как диэлект­рик.

5.2 Влияние электромагнитных полей на организм человека

Экспериментальные данные исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. Поглощение ЭМП в тканях организма связано с преобразованием электромагнитной энергии в тепловую. Но заметный нагрев тканей возможен лишь при достаточно высоких напряженностях ЭМП – более 10 мВт/см². При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см²) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены. В зависимости от места и условий воздействия ЭМИ различаю четыре вида облучения: профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту и облучение, осуществляемое в лечебных целях, а по характеру облучения – общее и местное.

Степень и характер воздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывный, прерывистый, импульсный), размером облучаемой поверхности, индивидуальными осо­бенностями организма, наличием сопутствующих факторов (повышенная температура окружающего воздуха, свыше 28°С.

В диапазоне частот 60 кГц300 MГц интенсивность электромагнитного поля выражается предельно допустимой напряженностью Е_пд электрического и Н_пд, магнитного полей. Помимо напряженности нормируемым значением является предельно допустимая энергетическая нагрузка электрического ЭH_Е и магнитного ЭН_Н полей. Энергети­ческая нагрузка, создаваемая электрическим полем, равна ЭН_Е= Е²Т, магнитным – ЭН_Н= Н²Т (где Т – время воздействия, ч).

Предельно допустимые значения Е и Н находятся в диапазоне частот 60 кГц300 МГц. В диапазоне частот 300 МГц300 ГГц интенсивность ЭМИ харак­теризуется плотностью потока энергии (ППЭ); энергетическая нагруз­ка представляет собой произведение плотности потока энергии поля на время его воздействия ЭН_ППЭ = ППЭ Т.

Во всех случаях максимальное значение ППЭ_пд не должно превышать 10 Вт/м², а при локальном облучении кистей рук 50 Вт/м².

Биологическое действие электромагнитных полей выражается:

–Параметры ЭМП, влияющие на биологическую реакцию. На биологическую реакцию влияют следующие параметры ЭМП – интенсивность ЭМП (величина), частота излучения, продолжительность облучения, модуляция сигнала, сочетание частот ЭМП, периодичность действия. Сочетание вышеперечисленных параметров может давать существенно различающиеся последствия для реакции облучаемого биологического объекта.

–Последствия действия ЭМП для здоровья человека. В большинстве случаев облучение происходит полями относительно низких уровней. Наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Эти системы организма являются критическими. Реакции этих систем должны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население. Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.