Вплив на людину електромагнітних полів - студопедія

До електромагнітних полів і випромінювань відносять: постійні магнітні поля (ПМП), постійні електростатичні поля (ПЕСП), електричні поля (ЕП) струмів промислової частоти, електромагнітні поля (ЕМП) радіочастот, видиме світло, лазерне, УФ і ІЧ випромінювання, іонізуюче електромагнітні випромінювання .

ЕМП (електромагнітне поле) створюється джерелами, характеризується безперервним розподілом в просторі, здатністю поширюватися зі швидкістю світла, впливати на заряджені частинки і струми, внаслідок чого енергія поля перетворюється в інші види енергії.

Основними параметрами електромагнітних коливань є: довжина хвилі, частота коливань, швидкість поширення. Змінна ЕМП є сукупністю 2-х взаємопов'язаних змінних полів - електричного і магнітного, які характеризуються відповідними векторами електричної напруженості Е (В / м) і магнітної напруженості Н (А / м).

При поширенні електромагнітної хвилі в провідному середовищі вектори Е і Н пов'язані співвідношенням:

де w - кругова частота електромагнітних коливань; m - магнітна проникність того речовини; n - питома електропровідність речовини екрану; k = - коефіцієнт загасання; z - глибина проникнення ЕМП в екран.

Довжина хвилі l (м) пов'язана з частотою f (Гц) співвідношенням хвиль: l f = u, де u - швидкість поширення ЕМ хвиль. u = с /

де с - швидкість світла, m і x - магнітна і діелектрична проникність середовища. Для повітря u = с.

ЕМП несе енергію, яка визначається щільністю (Вт / м 2) потоку потужності (енергії) I = `Е`Н, яка показує, скільки енергії протікає за 1с крізь площадку в 1м 2. розташовану перпендикулярно руху хвилі.

При випромінюванні сферичних хвиль щільність потоку енергії може бути виражена через потужність, що підводиться до випромінювача Ріст:

I = Ріст / (4pr 2) = `Е`Н = Е 2/377,

звідки Е = / r, де r - відстань до джерела випромінювання.

Область поширення ЕМ хвиль від джерела випромінювання умовно поділяють на три зони:

- ближню (зону індукції) - має радіус, рівний 1/6 довжини хвилі, від випромінювача (R £ l / 6), що біжить хвиля не сформувалася, електричні і магнітні поля слід вважати незалежними один від одного, тому цю зону можна характеризувати і Е і Н напруженням;

- проміжну (зону інтерференції);

- дальню (хвильову), далека зона починається з відстані від випромінювача, рівного приблизно 6 довжинах хвиль (R> l / 2p »l / 6), характеризується біжить ем. хвилею;

Утворені в виробництві ЕМП розрізняють по довжині хвилі (міліметрові, сантиметрові, дециметрові, метрові), за частотою коливань (герци, кілогерц, мегагерци); чим коротше довжина хвилі, тим більше частота коливань і навпаки.

Середні і довгі хвилі ВЧ - для індукційної термообробки металу, в радіозв'язку, радіомовлення;

Джерела ЕМП (ВЧ і УВЧ) - індуктори, ВЧ - трансформатори, конденсатори, антенні комутатори

Короткі хвилі ВЧ і УВЧ - в радіозв'язку, радіомовлення, телебачення, медицині;

СВЧ - радіолокації, радіоастрономія, радиоспектроскопии, фізіотерапії, обробці харчових продуктів.

Джерела СВЧ - антенні системи, лінії передач енергії, генератори, окремі СВЧ-блоки.

Технологічні процеси (сушка, термообробка, варіння, екстракція, випічка та ін.) Здійснюються в СВЧ - установках. Це дозволяє скоротити тривалість процесу, стимулює створення безвідходних або маловідходних процесів, покращує якість і безпеку товарів. Істотно поліпшуються умови праці. Але це висунуло і проблеми, зокрема, щодо захисту працюючих від електромагнітних випромінювань, що створюються установками високої і надвисокої частот.

Інтенсивність ЕМП на робочих місцях оцінюється напруженістю складових: в вольтах на метр для електричної складової і в амперах на метр для магнітної складової.

Гранично допустима напруженість ЕМП в діапазоні 60 кГц - 300 МГц не повинна перевищувати на робочих місцях протягом робочого дня по електричній складовій Е (В / м):

50 - для частот 60 кГц - 3МГц;

20 - для частот 3 - 30 МГц;

по магнітної складової Н (А / м):

5 - для частот 60кГц - 1,5МГц;

0,3 - для частот 30 - 50МГц.

50 - для частот 60 кГц - 3МГц;

20 - для частот 3 - 30 МГц;

10 - для частот 30 - 50 МГц;

5 - для частот 50 - 300 МГц;

по магнітної складової Н (А / м):

5 - для частот 60кГц - 1,5МГц;

0,3 - для частот 30 - 50МГц.

Інтенсивність опромінення в СВЧ діапазоні оцінюється по енергії (потужності), яку переносять хвилею в напрямку свого поширення. Ця енергія оцінюється за величиною щільності потоку потужності і виражається в мікроватах, міліватах, ВАТ на квадратний сантиметр (або метр) тобто Вт / м 2.

Дія ЕМП на людину пов'язане з їх тепловим і аритмической ефектом. Вплив на організм людини ЕМП радіочастот великої інтенсивності пов'язане з частковим поглинанням їх енергії тканинами тіла, що викликає парниковий ефект. Це може привести до підвищення температури тіла і місцевим виборчим нагрівання тканин, органів внаслідок переходу електромагнітної енергії в теплову.

Під впливом високочастотних ЕМП іони тканин починають рухатися; в тканинах виникають високочастотні струми, що супроводжуються поглинанням енергії полів. При цьому посилюється кровотік в органах, що оберігає їх від надмірного місцевого перегріву тканин. Частини тіла з недостатньо розвиненою мережею кровопостачання більш чутливі до такого локального перегріву. Якщо механізм саморегуляції тіла нездатний розсіяти надлишкове тепло, можливе підвищення температури тіла. Деякі органи і тканини людини більш чутливі до опромінення (мозок, очі, нирки, кишечник).

Провідність тканин пропорційна вмісту в них тканинної рідини; найбільшу провідність мають кров і м'язи, а найменшу - жирові тканини. Товщина жирового шару в облучаемом ділянці впливає на ступінь відбиття хвиль від поверхні тіла людини.

Головний і спинний мозок мають незначний жировий шар. А очі зовсім його не мають, тому ці органи піддаються найбільшому впливу.

Систематичне і тривале вплив на працюючих ЕМП різних частот з інтенсивністю, що перевищує ПДК, може привести до деяких функціональних змін в організмі: помутніння кришталика ока, зміна складу крові, уповільнення скорочень серця і т.д.

Ступінь впливу на людину ЕМП залежить від інтенсивності опромінення, його тривалості, частоти коливань, відстані від джерела освіти поля, розміру опромінюваної поверхні тіла і від індивідуальної чутливості організму людини.

Робота в умовах впливу ЕМП протипоказана особам, що страждають на гіпертонічну хворобу, стенокардію, гіпотонією, органічними захворюваннями центральної нервової системи, катарактою.

Вплив ЕМП викликає ряд гальмівних процесів центральної нервової системи (головний біль, млявість), зміна в функціонуванні серцево-судинної системи (почастішання пульсу, підвищення температури, зміна складу крові у бік збільшення числа лейкоцитів і зменшення еритроцитів).

Біологічна активність ЕМП збільшується зі збільшенням частоти коливань і є найбільшою в області СВЧ.

Функціональні порушення, викликані біологічною дією НВЧ полів. здатні накопичуватися в організмі, але оборотні, якщо виключити вплив випромінювання.

Вплив НВЧ полів на людину залежить від напруженості електричного і магнітного полів, потоку енергії, частоти коливань, розміру опромінюваної поверхні тіла, тривалості опромінення і індивідуальних особливостей організму.

Ступінь впливу СВЧ поля на людину залежить від змісту в опромінюваних тканинах кровоносних судин. Поглинається тканинами енергія ЕМП перетворюється в теплоту, надлишки якої спочатку відводяться механізмом терморегуляції організму людини. Але, починаючи з величини при струмі s ³ 10М Вт / см 2 той механізм не справляється з відведенням теплоти і температура тіла протягом 15 - 20 хв може підвищитися на 1-2 ° С. Після цього вона починає падати за рахунок різкого збільшення потоку крові, що відводить теплоту. Тому більш уразливими до СВЧ опромінення є тканини, що не містять кровоносних судин. У цьому разі відведення теплоти відсутній.