1. Нормируемые параметры ЭМП. Особенности нормирования ЭМП в ближней и дальней зонах. Оценка и нормирование ЭМП осуществляется по следующим параметрам (таблица 1):

Таблица 1

Нормируемые параметры и единицы измерений

Наименование фактора	Наименование параметра	Единицы измерения
Постоянное магнитное поле (ПМП)	Напряженность магнитного поля (H);	А/м
	Магнитная индукция (B);	мкТл
	Коэффициент ослабления магнитного поля Земли	К_о, раз
Электростатическое поле (ЭСП)	Напряженность электростатического поля (E)	кВ/м
Электромагнитное поле (ЭМП)промышленной частоты	Напряженность электрического поля (E);	В/м
	Напряженность магнитного поля (H);	А/м
	Магнитная индукция (B)	мкТл
Электромагнитное поле диапазона частот 0,03 - 300 МГц	Напряженность электрического поля (E);	В/м
	Напряженность магнитного поля (H);	А/м
	Энергетическая экспозиция (ЭЭ_Е, ЭЭ_Н)	(В/м)2 x ч;
		(А/м)2 x ч
Электромагнитное поле диапазона частот 300 МГц - 300 ГГц	Плотность потока энергии (ППЭ);	Вт/м2 (мкВт/см2)
	Энергетическая экспозиция (ЭЭ_ППЭ)	(мкВт/см2) x ч

Важная особенность ЭМП - это деление его на так называемую "ближнюю" и "дальнюю" зоны. В "ближней" зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < l ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально квадрату r -2 или кубу r -3 расстояния. В "ближней" зоне излучения электромагнитная волне еще не сформирована. Для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Н производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющей полей (электромагнитной волны), ответственных за излучение. "Дальняя" зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3l . В "дальней" зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r -1.

В "дальней" зоне излучения есть связь между Е и Н: Е = 377Н, где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом. Поэтому измеряется, как правило, только Е. В России на частотах выше 300 МГц обычно измеряется плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), или вектор Пойтинга. Обозначается как S, единица измерения Вт/м2. ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.

2. Виды действия электромагнитных полей на организм человека.

От длины волны зависит глубина проникновения поля в живой организм. Длинноволновые ЭМП проникают глубоко в организм, подвергая воздействию спинной и головной мозг. ЭМП СВЧ диапазона свою энергию расходуют, в основном, в поверхностном слое кожи, приводя к тепловому воздействию. От этого больше всего страдают органы, не защищённые жировым слоем, бедные кровеносными сосудами (глаза, мозг, почки, желчный и мочевой пузырь, семенники). Избыточная теплота отводится из организма благодаря терморегуляции. Однако, начиная с определённой величины, называемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом образующейся теплоты и температура тела повышается. Постоянное воздействие ЭМП ведет к функциональным расстройствам нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем, у человека понижается кровяное давление, замедляется пульс, тормозятся рефлексы, изменяется состав крови. Тепловое воздействие может привести к перегреву тела и отдельных органов, нарушению их функциональной деятельности. Предельно допустимые значения плотности потока энергии электромагнитного поля составляют – 25мкВт/см2 в течение 8 часов, 100мкВт/см2 в течение 2 часов, при этом максимальное значение не должно превышать 1000мкВт/см2.   По воздействию на организм человека высокочастотное излучение условно делится на два вида:

  1)Тепловое – за счет нагрева тканей организма человека, проявляется на больших уровнях излучения

  2) Нетепловое (информационное) воздействие – проявляется на небольших уровнях излучения, как результат взаимодействия высокочастотного излучения с биополем человека. Проявляется косвенно, как дополнительный стресс организма, в комплексе с другими негативными воздействиями (экология, продукты питания, психическое напряжение жителей мегаполисов).   Под воздействием ионизирующего излучения в организме человека наблюдаются изменения: 1. Первичные (возникают в молекулах ткани и живых клетках); 2. Нарушение функций всего организма.

3) Понятие теплового порога и допустимой энергетической нагрузки ЭМП на организм человека.

Как известно, человеческий организм обладает свойством терморегуляции, т. е. поддержания постоянной температуры тела. При нагреве человеческого организма в электромагнитном поле происходит отвод избыточной теплоты до плотности потока энергии I = 10 мВт/см2. Эта величина называется тепловым порогом, начиная с которого система терморегуляции не справляется с отводом генерируемого тепла, происходит перегрев организма человека, что негативно сказывается на его здоровье.

Предельно допустимые уровни облучения в диапазоне радиочастот определяются ГОСТом 12.1.006-84 «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля». В соответствии с этим нормативным документом установлена предельно допустимая напряженность электрического поля (Eпд, В/м) в диапазоне 0,06 – 300 МГц и предельно допустимая энергетическая нагрузка за рабочий день [ЭН, (В/м)2·ч]. Между этими величинами

существует следующая связь:

, (18.3)

где Т – время воздействия в течение рабочего дня, ч.

Для частот 0,06-3,0 МГц: = 500 В/м, = 20 000 (В/м)2 ч

Для частот 3,0–30 МГц: = 300 В/м, = 7000 (В/м)2ч

Для частот 30-300 МГц: = 80 В/м, = 800 (В/м)2ч

4) Технические и организационные защитные мероприятия от воздействия электромагнитных полей на человека.

Средства и методы защиты от ЭМП подразделяются на три группы: организационные, инженерно-технические и лечебно-профилактические.

Организационные мероприятия предусматривают предотвращение попадания людей в зоны с высокой напряженностью ЭМП, создание санитарно-защитных зон вокруг антенных сооружений различного назначения.

Общие принципы, положенные в основу инженерно-технической защиты, сводятся к следующему: электрогерметизация элементов схем, блоков, узлов установки в целом с целью снижения или устранения электромагнитного излучения; защита рабочего места от облучения или удаление его на безопасное расстояние от источника излучения. Для экранирования рабочего места используют различные типы экранов: отражающие и поглощающие.

В качестве средств индивидуальной защиты рекомендуются специальная одежда, выполненная из металлизированной ткани, и защитные очки.

Лечебно-профилактические мероприятия должны быть направлены прежде всего на раннее выявление нарушений в состоянии здоровья работающих. Для этой цели предусмотрены предварительные и периодические медицинские осмотры лиц, работающих в условиях воздействия СВЧ, — 1 раз в 12 месяцев, УВЧ и ВЧ-диапазона — 1 раз в 24 месяца.

5) Учет длительности пребывания человека в ЭМП при нормировании интенсивности электромагнитных полей.

Предельно-допустимые уровни ЭМП на рабочих местах в диапазоне частот от 60 КГц до 300 ГГц, нормируются:

в диапазонах частот от 60 КГц — 300 МГц напряженностью электрической (Е) и магнитной составляющей (Н) поля;

в диапазонах частот от 300 МГц до 300 ГГц поверхностной плотностью потока энергии (ППЭ и создаваемой им энергетической экспозицией (ЭЭ), представляющей суммарный поток энергии проходящей через единицу поверхности за время действия (Т) и выражающийся произведением ППЭ • Т .

Предельно-допустимые значения Е и Н в диапазоне частот 60 КГц – 300 ГГц на рабочих местах персонала следует определять исходя из допустимой энергетической нагрузки и времени воздействия по формулам (Табл.1):

где: Епду и Нпду — предельно-допустимые уровни напряженности электрического, В/м, и магнитного, А/м, полей; Т — время воздействия, ч.

ЭЭеndy, ЭЭнndy, ЭЭnnэdy — предельно-допустимые значения энергетической экспозиции в течение рабочего дня.

Таблица 1

Параметр	ЭЭendy и диапазоны частот, МГц
	0,06 — 3	3,0 — 30	30,0 — 300	300,0 — 300000
ЭЭеndy (В/м2) • ч	20000	7000	800	—
ЭЭнndy (А/м2) • ч	200	—	—	—
ЭЭnn эвн (мкВ/см2) • ч	—	—	—	200

При этом уровни напряженности и плотности потока энергии не должны превышать значений данных в таблице 2.

Таблица 2

	Максимальные допустимые уровни в диапазонах частот, МГц
	0,06 — 3	3,0 — 30	30,0 — 300	300,0 — 300000
Е, В/м	500	300	80	—
Н, А/м	50	—	—	—
ППЭ, мкВт/см2	—	—	—	1000

Примечание: Для локального облучения кистей рук допускается до 5000 мкВт/см2.

Согласно формул и таблицы 1, напряженность ЭМП в диапазоне частот от 60 КГц до 300 МГц на рабочих местах персонала в течение рабочего дня не должна превышать следующих значений (ПДУ):

по электрической составляющей, В/м:

50 — для частот от 0,06 до 3 МГц;

30 — для частот от 3 МГц до 30 МГц;

10 — для частот от 30 МГц до 300 МГц;

по магнитной составляющей, А/м: 5 — для частот 0,06 до 3 МГц.

6) Доза излучения ЭМП. Нормирование длительности пребывания в зоне воздействия ЭМП по показателю дозы – энергетической экспозиции.

Оценка воздействия ЭМИ РЧ на человека согласно СаНПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 осуществляется по следующим параметрам: По энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека. Оценка по энергетической экспозиции применяется для лиц, работа или обучение которых связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ.

По значениям интенсивности ЭМИ РЧ; такая оценка применяется для лиц, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ.

Энергетическая экспозиция (ЭЭ) ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц...300 МГц определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека.

Энергетическая экспозиция, создаваемая электрическим полем, равна ЭЭ_Е = Е²Т [(В/м)² · ч].

Энергетическая экспозиция, создаваемая магнитным полем, равна ЭЭ_H = H²T [(А/м)² · ч].

В случае импульсно-модулированных колебаний оценка проводится по средней за период следования импульса мощности источника ЭМИ РЧ и, соответственно, средней интенсивности ЭМИ РЧ.

Предельно допустимые значения интенсивности ЭМИ РЧ (E_пду, H_пду, ППЭ_ПДУ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (рабочей смены) и допустимое время воздействия в зависимости от интенсивности ЭМИ РЧ определяются по формулам:

E_пду = (ЭЭ_ЕПД /T)^1/2 ; T = ЭЭ /E² ;

H_пду = (ЭЭ_НПД /T)^1/2, Т = ЭЭ /H² ;

ППЭ_ПДУ = ЭЭ_ППЭПД. /Т , Т = ЭЭ_ППЭПД /ППЭ .

Независимо от продолжительности воздействия интенсивность не должна превышать максимальных значений (например, 1000 мкВт/см² для диапазона частот 300 МГц...300 ГГц).

Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ должны, как правило, определяться, исходя из предположения, что воздействие имеет место в течение всего рабочего дня (рабочей смены).

7) Экранирование как способ защиты от ЭМП. Механизмы отражения и поглощения ЭМП. Виды используемых материалов.

Поглощение ЭМП обусловлено диэлектрическими и магнитными потерями при взаимодействии электромагнитного излучения с радиопоглощающими материалами. В последних также имеют место рассеяние (вследствие структурной неоднородности Р. м.) и интерференция.

Виды радиопоглощающих материалов (Р. м.)

Немагнитные Р. м. подразделяют на интерференционные, градиентные и комбинированные.

Интерференционные Р. м. состоят из чередующихся диэлектрических и проводящих слоев. В них интерферируют между собой волны, отразившиеся от электропроводящих слоев и от металлической поверхности защищаемого объекта.

Градиентные Р. м. (наиболее обширный класс) имеют многослойную структуру с плавным или ступенчатым изменением комплексной диэлектрической проницаемости по толщине (обычно по гиперболическому закону). Их толщина сравнительно велика и составляет > 0,12 — 0,15 макс, где макс — максимальная рабочая длина волны.

Комбинированные Р. м. — сочетание Р. м. градиентного и интерференционного типов. Они отличаются эффективностью действия в расширенном диапазоне волн.

Различают Р. м. широкодиапазонные (макс/мин > 3 — 5), узкодиапазонные (макс/мин ~ 1,5 — 2,0) и рассчитанные на фиксированную (дискретную) длину волны (ширина диапазона < 10—15% раб); мин и раб — минимальная и рабочая длины волн.

Инженерные защитные мероприятия строятся на использовании явления экранирования электромагнитных полей, либо на ограничении эмиссионных параметров источника поля (снижении интенсивности излучения). При этом второй метод применяется в основном на этапе проектирования излучающего объекта.

При экранировании ЭМП в радиочастотных диапазонах используются разнообразные радиоотражающие и радиопоглощающие материалы.

К радиоотражающим материалам относятся различные металлы. Чаще всего используются железо, сталь, медь, латунь, алюминий. Эти материалы используются в виде листов, сетки, либо в виде решеток и металлических трубок. Экранирующие свойства листового металла выше, чем сетки, сетка же удобнее в конструктивном отношении, особенно при экранировании смотровых и вентиляционных отверстий, окон, дверей и т.д. Защитные свойства сетки зависят от величины ячейки и толщины проволоки: чем меньше величина ячеек, чем толще проволока, тем выше ее защитные свойства. Отрицательным свойством отражающих материалов является то, что они в некоторых случаях создают отраженные радиоволны, которые могут усилить облучение человека.

Более удобными материалами для экранировки являются радиопоглощающие материалы. Листы поглощающих материалов могут быть одно- или многослойными. Многослойные - обеспечивают поглощение радиоволн в более широком диапазоне. Для улучшения экранирующего действия у многих типов радиопоглощающих материалов с одной стороны впрессована металлическая сетка или латунная фольга. При создании экранов эта сторона обращена в сторону, противоположную источнику излучения.

В некоторых случаях стены покрывают специальными красками. В качестве токопроводящих пигментов в этих красках применяют коллоидное серебро, медь, графит, алюминий, порошкообразное золото. Обычная масляная краска обладает довольно большой отражающей способностью (до 30%),

8) Санитарное нормирование шума. Принципы нормирования (с учётом физиологии восприятия).

Санитарное нормирование шума — установление допустимых параметров шума на рабочем месте. Нормируемым параметром является уровень звукового давления. Уровнем звукового давления в децибелах называется величина

L = 20 * lg(P/ Р₀)

где Р — среднеквадратичное значение звукового давления, дБ, Р₀ — опорное значение звукового давления, равное 2*10^-5дБ.

Допустимые значения уровней звукового давления устанавливаются для частотного интервала, который называется октавой. Октава — это частотный интервал, в котором верхняя граничная частота f_{в г} больше нижней граничной f_{н г} в 2 раза:

f_{в г} / f_{н г} = 2

Октаву характеризуют среднегеометрической частотой.

f_{c г} = (f_{в г} * f_{н г)}

Как правило, допустимые уровни представляют в виде кривых, называемых предельными спектрами (ПС). Предельный спектр получает номера по числу децибел, которые допускаются в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц (рис.). В зависимости от рода выполняемой работы различаются ПС-45, ПС-55, ПС-60, ПС-75. Для того, чтобы определить, удовлетворяет ли шум на рабочем месте санитарным нормам, нужно снять спектрограмму шума в октавных полосах и сравнить с допустимыми для данного вида работы ПС.

Для ориентировочной оценки шума введены допустимые уровни звука в децибелах по шкале А шумомера (дБА).

Так, предельному спектру ПС-45 соответствует допустимый уровень звука 50 дБА, предельному спектру ПС-75 — 80 дБА.

9) Уровень звукового давления. Физический смысл нулевого уровня звукового давления.

Уровень звукового давления - Измеряется в дБ и является двадцатикратным десятичным логарифмом отношения эффективного значения звукового давления акустической системы к звуковому давлению, соответствующему порогу слышимости человека в тишине на частоте 1 кГц — 20 мкПа.

 

Нулевой уровень звукового давления (порог слышимости) - минимальная величина звукового давления, при которой звук данной частоты может быть ещ¨ воспринят ухом человека. Величину порога слышимости принято выражать в децибелах, принимая за нулевой уровень звукового давления 2·10^-5 Н/м² или 2·10^-4 Н/м² при частоте 1 кГц (для плоской звуковой волны). Порог слышимости зависит от частоты звука. При действии шумов и других звуковых раздражений порог слышимости для данного звука повышается, прич¨м повышенное значение порога слышимости сохраняется некоторое время после прекращения действия мешающего фактора, а затем постепенно возвращается к исходному уровню. У разных людей и у одних и тех же лиц в разное время порог слышимости может различаться в зависимости от возраста, физиологического состояния, тренированности. Измерения порога слышимости обычно производятся методами аудиометрии.

10) Опасность и вред производственного шума. Особенности нормирования широкополосного и тонального, постоянного и непостоянного шума.

Кроме непосредственного воздействия на орган слуха шум влияет на различные отделы головного мозга, изменяя протекание процессов высшей нервной деятельности. Это, так называемое неспецифическое воздействие шума, может возникнуть даже раньше, чем изменения в органе слуха.

Интенсивное шумовое воздействие на организм человека способствует развитию утомления, изменениям в сердечно-сосудистой системе и появлению шумовой патологии, среди многообразных проявлений которой ведущим является медленно прогрессирующее снижение слуха. При очень большом звуковом давлении может произойти разрыв барабанной перепонки. Наиболее неблагоприятными для органа слуха являются высокочастотные шумы (1000-4000 Гц).

Шум, особенно прерывистый, импульсный, ухудшает точность выполнения рабочих операций, затрудняет прием и восприятие информации, мышление. Шум нарушает сон и отдых людей.

В результате неблагоприятного воздействия шума на работающего происходит снижение производительности труда, увеличивается брак в работе, создаются предпосылки к возникновению несчастных случаев и профессиональных заболеваний.

Интенсивный шум при ежедневном воздействии приводит к возникновению профессионального заболевание - тугоухости, основным симптомом которого является постоянная потеря слуха на оба уха, первоначально лежащая в области высоких частот (более 400 Гц), с последующим распространением на более низкие частоты, определяющие способность воспринимать речь.

Нормирование шума проводят двумя методами: 1) по предельному спектру шума в дБ; 2) по интегральному показателю (уровню звука) в дБА.

Первый метод применяют для нормирования постоянного шума. В основу норм положены ограничение уровня звукового давления в пределах октав, характер шума и особенности труда для девяти октавных полос со средними геометрическими частотами от 31,5 до 8000 Гц. Полосу с fc = 16 000 Гц не учитывают, так как звуки такой частоты слышны слабо.

Второй метод заключается в нормировании интегрального (по всему диапазону частот) уровня шума, измеренного по шкале А шумомера. Этот показатель называют уровнем звука и обозначают дБА. Шкала А шумомера предназначена для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, приблизительно соответствующего линиям равной громкости звуков, и отражает его субъективное восприятие человеком.