Лекции / 6 БЖД - ЭМП
.pdf
13.10.2022
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ |
|
|
ПОЛЯ |
Электрическое поле |
Магнитное поле |
|
|
естественные техногенные
напряженность
Е (В/м) |
Н (А/м). |
Дальняя (волновая) зона -
зона сформировавшейся электромагнитной волны,
rнач > 2
Ближняя зона (индукции) |
|
E |
|
o |
|
H = 377 H (В/м), |
|
- происходит формирование |
|
|
o |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
волны |
|
|
плотность потока |
||||
r < |
/2 |
|
|||||
|
|
|
энергии (ППЭ), Вт/м2 |
||||
Интенсивность |
|
|
S E H ~ r 2 |
||||
(Е и Н)~ r -2 |
или r -3 |
|
|
||||
Характер воздействия ЭМП на организм определяется:
•частотой излучения;
•интенсивностью потока энергии (Е, Н, ППЭ)
•продолжительностьюи режимом воздействия;
•размером облучаемой поверхности тела;
•индивидуальными особенностями организма;
•наличием сопутствующих вредных факторов, таких как: температура окружающей среды, шум, загазованность и другие факторы, которые снижают сопротивляемость организма.
Наименование |
Длины волн |
Частота |
|
Промышленная частота |
6000 – 300 км |
50 - 1000 Гц |
|
|
|
|
|
диапазон |
НЧ - ВЧ |
10 км – 1 м |
30 кГц 300 МГц |
СВЧ |
1 м – 1 мм |
300 МГц - 300 ГГц |
|
радиочастот |
|
|
|
Оптический |
ИК |
10000 - 760 нм |
31012 – 3.94 1014 Гц |
Видимый свет |
760—390 нм |
|
|
диапазон |
УФ |
390 – 1 нм |
|
|
|
||
|
|
|
|
Ионизиру- |
Рентгеновское |
10—0,01Å |
|
ющие |
излучение |
|
|
излучения |
Гамма- |
0,01Å и менее |
|
|
излучение |
|
|
1нм = 10Å
ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ
- тепловое:
ЭМП вызывает повышенный нагрев тканей человека, и если механизм терморегуляции не справляется с этим явлением, то возможно повышение температуры тела. Тепловое воздействие наиболее опасно для мозга, глаз, почек, кишечника. Облучение может вызвать помутнение хрусталика глаза (катаракту).
1
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
13.10.2022
Тепловое воздействие ЭМП на организм |
|
|
1000000 |
ТЕПЛОВОЙ ПОРОГ |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрев в результате |
|
φ1 |
|
100000 |
|
|
|
|
|
|
|
протекания эл. тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
E(V/m) |
10000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
50kV |
φ2 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40kV |
|
|
|
|
|
|
|||
I ε0 |
dE |
20kV |
|
(A/m), |
100 |
|
|
|
|
|
|
dt |
10kV |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
=0 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Е |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрев в результате |
|
|
|
0,1 |
|
|
|
|
|
10000 кГц |
|
эффекта поляризации |
|
|
|
0,01 |
0,1 |
1 |
10 |
100 |
1000 |
||
|
|
|
|
|
f, |
kHz |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
f, кГц |
|
|
|
3·108 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Е, В/м, Н, А/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S , Вт/м2 |
|
|
|
|
|
100 |
- нетепловое (информационное):
Под действием ЭМП изменяются микропроцессы в тканях, ослабляется активность белкового обмена, происходит торможение рефлексов, снижение кровяного давления, а в результате - головные боли, одышка, нарушение сна.
•Влияние на нервную систему
•Влияние на иммуннуюсистему
•Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную реакцию
•Влияние на половую функцию
A
Изменениевредности (А) в зависимостиот интенсивностиЭМП(В).
1 |
2 |
3 |
4 |
B
Временныйдопустимыйкоэффициентослабленияинтенсивности геомагнитногополяна рабочих местах персоналав помещениях (объектах, технических средствах) в течение смены
К0гмп H0 / Hв 2
где |Но| - модуль вектора напряженностимагнитногополяв открытом пространстве;
|Нв| - модуль вектора напряженностимагнитногополяна рабочем местев помещении.
САНИТАРНОЕ НОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
СанПиН 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативыи требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания"
СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах»
СанПиН 2.2.4.1191-03 Электромагнитные поля в производственных условиях
Нормирование по предельно допустимому воздействию в зависимости от времени воздействия;:
Е пду (в/м) – предельно допустимый уровень Е; |
|
Н пду |
(А/м) – предельно допустимый уровень Н; |
В пду |
(Тл) – предельно допустимый уровень В; В = μо·Н |
1 А/м ~ 1,25 мкТл, 1 мкТл ~ 0,8 А/м.
ППЭ пду (Вт/м2) – предельно допустимый уровень ППЭ.
• электростатическое поле (ЭСП)
2
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
13.10.2022
ПДУ Е ЭСП = 60 кВ/м |
- в течение 1 ч за смену. |
||||
Е< 20 кВ/м - t=8 час |
|
|
|
|
|
Е = 20...60 кВ/м - |
tдоп |
60 |
|
2 |
|
(ч) |
( |
|
) |
|
|
Ефакт |
|
||||
|
|
|
|
|
|
где Е— фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.
ПДУ постоянного магнитного поля
Время |
Условия воздействия |
||
воздействия |
Общее |
Локальное |
|
за рабочий |
ПДУ |
ПДУ |
|
день, |
|||
Н, кА/м |
Н, кА/м |
||
минуты |
|||
|
|
||
0 - 10 |
24 |
40 |
|
11-60 |
16 |
24 |
|
61 - 480 |
8 |
12 |
|
1 А/м ~ 1,25 мкТл, |
1 мкТл ~ 0,8 А/м. |
|
|
Напряженность МП линии электропередачи напряжением до 750 кВ обычно не превышает 20...25 А/м.
ЭМП промышленной частоты
|
|
|
на рабочем месте |
• |
E≥25 кВ/м |
- t =0 |
|
без применения средствзащиты |
|
||
• |
20 < Е < 25 |
кВ/м |
Е В/м |
25 |
|||
-t < 10 мин.
20
•E= 5 … 20 кВ/м
-t = (50/Е)- 2, час
• ПДУ Е = 5 кВ/м |
5 |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
в течение всей смены. |
0,1 |
1 |
10 |
T ч |
||
• |
внутри жилых зданий |
- |
0,5 кВ/м; |
• |
на территории жилой застройки |
- |
1 кВ/м; |
•в населенной местности, вне зоны жилой застройки, а
также на территории огородов и садов |
- 5 кВ/м; |
•на участках пересечения ЛЭП с автомобильными
|
дорогами |
|
- |
10 кВ/м; |
• |
в ненаселенной местности |
- |
15 кВ/м; |
|
• |
в труднодоступной местности |
- |
20 кВ/м. |
|
ПДУ воздействия периодического |
||
магнитного поля частотой 50 Гц |
||
Время |
Допустимыеуровни МП, Н [А/м] |
|
пребывания (час) |
|
при воздействии |
общем |
|
локальном |
<= 1 |
1600 |
6400 |
2 |
800 |
3200 |
4 |
400 |
1600 |
8 |
80 |
800 |
|
|
|
Нормирование ЭМИ радиочастотного
диапазона
Воснову гигиенического нормирования положен принцип действующей дозы.
3
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Энергетическая экспозиция в диапазоне частот
•30 кГц … 300 МГц :
ЭЭЕ =Е2 Т , (В/м)2 ч , |
ЭЭН =Н2 Т , (А/м)2 ч |
•300 МГц … 300 ГГц :
ЭЭППЭ = ППЭ х Т, |
(Вт/м2).ч, (мкВт/см2).ч |
где Е - напряженность электрического поля (В/м), Н - напряженность магнитного поля (А/м), Т - время воздействия за смену (час.).
ППЭ - плотность потока энергии (Вт/м2, мкВт/см2).
13.10.2022
Предельно допустимые значения энергетической экспозиции для рабочих мест
Диапазоны |
Поэлектрической |
Помагнитной |
Поплотности потока |
|||||||
частот |
составляющей |
составляющей |
энергии. |
|
||||||
|
ЭЭЕ |
|
Е В/м |
ЭЭН |
Н А\м |
ЭЭППЭ |
ППЭ |
|||
|
(В/м)2 ч |
|
|
|
(А/м)2 ч |
|
|
(мкВт/см2) ч мкВт/см2 |
||
|
|
Т 8 |
Т |
|
Т 8 |
Т |
|
Т |
Т |
|
|
|
ч |
|
5 |
|
ч |
5 |
|
8ч |
0.2ч |
|
|
|
|
мин |
|
|
мин |
|
|
|
30кГц |
20000 |
50 |
|
500 |
200 |
5.0 |
50 |
|
|
|
-3 МГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3-30МГц |
7000 |
30 |
|
296 |
- |
- |
3 |
|
|
|
30-50МГц |
800 |
10 |
|
80 |
0.72 |
0.3 |
-- |
|
|
|
50-300МГц |
800 |
10 |
|
80 |
- |
- |
|
|
|
|
300МГц |
—- |
— |
|
--- |
—- |
—- |
|
200 |
25 |
1000 |
-300 ГГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряженность электрического |
Плотность |
|||
|
|
поля, В\м |
|
потока |
|
|
30 -300 |
0.З - |
3 – 30 |
30 -300 |
энергии, |
|
кГц |
3 |
МГц |
МГц |
мкВт\см2 |
|
|
МГц |
|
|
|
территории |
|
|
|
|
|
жилой |
|
|
|
|
|
застройки и |
25 |
15 |
10 |
3 |
10 |
массового |
|
|
|
|
|
отдыха, |
|
|
|
|
100 - |
помещения |
|
|
|
|
сканирующие |
|
|
|
|
антенны или |
|
жилых, |
|
|
|
|
кратковременно |
общественных |
|
|
|
|
|
и производств. |
|
|
|
|
|
зданий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТЕХНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ ЭМП
ПЭВМ
Е,
дБ
12
10
8
6
4
2
0
10 |
100 |
1000 |
10 000 |
f, Гц |
|
|
|
|
|
Спектральная характеристика излучения монитора в диапазоне 10 Гц…400 кГц
•ГОСТ Р 50948-2001
Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности
•СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к персональным электронновычислительным машинам и организации работы
•СанПиН 2.2.4.3359-16 "Санитарноэпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах"
4
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
13.10.2022
Наименование параметра |
Допустимоезначение |
||
|
|
СанПиН, |
ТСО-92, |
|
|
MPR II |
ТСО-95, |
|
|
|
ТСО-99, |
|
|
|
ТСО-03 |
Напряжённостьэлектрического поля: |
|
10 В/м |
|
причастотах 5 Гц…2 кГц |
|
25 В/м |
1 В/м |
причастотах 2…400 кГц |
|
2.5 В/м |
|
Плотность магнитного потока: |
|
200 нТ |
|
причастотах 5 Гц…2 кГц |
|
250 нТ |
25 нТ |
причастотах 2…400 кГц |
|
25 нТ |
|
Электростатический |
потенциал |
500 В |
500 В |
экранавидеомонитора |
|
|
|
Напряжённость электростатического |
15 кВ/м |
– |
|
поляна рабочем месте |
|
|
|
0.5 м
0.3м
0.3м
СанПиН 2.2.2/2.4.1340−03 - вокруг ПЭВМ на расстоянии 50
см от экрана на трёх уровнях на высоте 0.5; 1.0 и 1.5 м.
СанПиН 2.2.4.3359-16 - на рабочих местах
пользователей ПК и другими средствами информационнокоммуникационных технологий
ТСО:
- на расстоянии 30 см от фронтальной плоскости экрана и 50 см вокруг дисплея (магнитное поле 2…400 кГц – все расстояния 50 см).
Система сотовой радиотелефонной связи
В1910году Ларс Эрикссонпредпринял попыткусделать первый мобильный телефон
Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия на человекаЭМП, создаваемых подвижными станциями сухопутной радиосвязи (включая абонентские терминалы спутниковой связи) непосредственно у головы пользователя
27 |
МГц f < 30 МГц |
- 45 В/м; |
30 |
МГц f < 300 МГц |
- 15 В/м; |
300 |
МГц f 2400 МГц |
- 100 мкВт/см2 |
Мартин Купер, инженер из Motorola, запатентовал конструкцию первого сотового телефона в 1975
•Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03
ПДУ ЭМП базовых станций
Нормируемыепараметры |
Диапазоны частот, МГц |
||
|
27 f <30 |
30 f < 300 |
300 f 2400 |
Предельнодопустимое |
7000(В/м)2 · |
800(В/м)2 · ч |
200 мкВт/см2·ч |
значениеЭЭ |
ч |
|
|
Максимальный ПДУ |
296В/м |
80В/м |
1000мкВт/см2 |
ПДУ для Т >= 8 ч за смену |
30В/м |
10В/м |
25мкВт/см2 |
нарабочихместах |
|
|
|
персоналаБС |
|
|
|
ПДУ на территориижилой |
10В/м |
3В/м |
10 мкВт/см2 |
застройки,внутри жилых, |
|
|
|
общественныхи |
|
|
|
производственных |
|
|
|
помещений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
SAR - Specific Adsorption Rate
удельная поглощенная мощность, выраженная на единицу массы тела
SAR |
|
|
E |
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
(Вт/кг). |
гдеЕ – амплитуда электрическогополя, |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
2 |
σ- удельная проводимость, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ- плотностьпоглощающегоматериала. |
Ткань |
|
|
Удельная проводимостьσ,См/м Плотность , |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
кг/м3 |
Мышцы |
0.8 |
1040 |
||||||
Кожа |
0.9 |
1080 |
||||||
Мозг |
1.2 |
1030 |
||||||
Кость,череп |
0.3 |
1850 |
||||||
13.10.2022
SAR < 2.0 (Вт/кг) - Европа
SAR < 1.6 (Вт/кг) - США
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ЭМП
»организационные
•нормирование параметров облучения
•выбор рациональных режимов работы установок;
•ограничение времени нахождения в зоне облучения;
•предупредительные надписи и знаки
»лечебно-профилактические
•предварительные и периодические медосмотры,
•лечение пострадавших от электромагнитного воздействия,
•временный или постоянный перевод на другую работу граждан с профессиональной патологией или усугубляющимися общими заболеваниями, а также женщин
впериод беременности и кормления;
•недопущение к самостоятельной работе на высокочастотных установках лиц не достигших 18 лет.
»инженерно-технические
Инженерно-технические мероприятия включают:
•размещение рабочих мест в зонах ниже ПДУ излучений
•защита «расстоянием»
•защита «углом»
•использование средств подавления ЭМП на источнике, на трассе распространения (экранирование), у рецептора (средства индивидуальной защиты);
•использование коаксиальных линий передачи энергии, устранение паразитных наводок на электропровода, металлоконструкции зданий, сети водопровода и отопления, могущие быть переизлучателями электромагнитной энергии.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> 2 м |
защита «расстоянием» |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Е ~ 1/Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
380 kV |
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
765 kV |
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1300 kV |
|
kV/m |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
10 |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
y, m |
|
|
|
|
|
6
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
13.10.2022
Экранирование
Степень ослабления ЭМП зависит от конструкции экрана, материала и параметров источника излучения.
Распределениеэнергии излучения антенны БС
|
E |
Коэффициент ослабления, дБ |
ППЭ |
|||
L 20lg |
L 20lg |
H |
L 20lg |
|||
EH |
ППЭH |
|||||
HH |
||||||
|
|
|
||||
- отражение |
|
- поглощение |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глубина проникновения ЭМП |
|
|
|
|
, м |
|
|||||
2 f ' o |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
f, |
медь, |
железо, |
морская |
|
|
сухая |
|
|||
|
гц |
см |
см |
вода, |
|
|
почва, |
|
|||
|
|
м |
|
|
м |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
50 |
6 |
0,45 |
|
450 |
|
4500 |
|
|||
|
500000 |
0,06 |
0,045·10-2 |
4,5 |
|
45 |
|
|
|||
Необходимая толщина сплошного экрана |
|
|
|
|
65L |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
f a |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)