Источники и уровни эмп в окружающей среде и методы защиты реферат

Обновлено: 02.07.2024

Высокая (и постоянно растущая) насыщенность производства и быта электроаппаратурой с неизбежностью ведет к серьезной экологической проблеме электромагнитного фона, в который погружены существование и деятельность человека. Вопросами воздействия электромагнитных полей (ЭМП) на человека (и, шире - на биологические объекты) занимается специальная наука электромагнитная биология, вобравшая в себя основные результаты многих смежных дисциплин: классической и молекулярной биологии, биохимии, кибернетики, электродинамики и др.

Содержание

Введение………………………………………………………………………3
Физиологическое проявление действия ЭМП малой интенсивности…….4
Экспериментальные данные о реакциях организмов на магнитное поле ..10
Средства защиты человека от воздействия низкочастотных ЭМП………14
Заключение…………………………………………………………………..17
Список использованной литературы……………………………………….19

Прикрепленные файлы: 1 файл

Электромагнитные поля как экологическая проблема.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Рязанский институт (филиал)

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

Электромагнитные поля как экологическая проблема

Работу выполнил студент

3 курса специальность. 151900

Проверил Жуков В. С.

Физиологическое проявление действия ЭМП малой интенсивности…….4

Экспериментальные данные о реакциях организмов на магнитное поле ..10

Средства защиты человека от воздействия низкочастотных ЭМП………14

Список использованной литературы……………………………………….19

Высокая (и постоянно растущая) насыщенность производства и быта электроаппаратурой с неизбежностью ведет к серьезной экологическо й проблеме электромагнитного фона, в который погружены существование и деятельность человека. Вопросами воздействия электромагнитных полей (ЭМП) на человека (и, шире - на биологические объекты) занимается специальная наука электромагнитная биология, вобравшая в себя основные результаты многих смежных дисциплин: классической и молекулярной биологии, биохимии, кибернетики, электродинамики и др. (см.напр.[1]).

Анализ накопленного экспериментального материала позволяет достаточно обоснованно принять влияние ЭМП от инфранизких до сверхвысоких частот на протекание биологических процессов. Можно полагать, что ЭМП играют существенную роль в эволюции и жизнедеятельности организмов. Основаниями для такого предположения является следующее:

Представляется вероятным существование, по крайней мере, двух форм биологической активности ЭМП: влияние на организмы ЭМП внешней среды и электромагнитные взаимодействия внутри организмов. Дело в том, что эволюция живой природы протекала при существовании во внешней среде источников ЭМП, перекрывающих практически весь частотный диапазон - от медленно меняющихся электромагнитных полей геофизической природы (атмосферное электричество, постоянное магнитное поле Земли, геомагнитные вариации и т.п.) до сверхвысокочастотных радиоизлучений земного (молниеые разряды) и космического (Солнечное, радиогаллактическое) происхождений. Известно, что живая природа существует и эволюционирует во взаимодействии со всеми факторами внешней среды
2. Физиологическоке проявление действия ЭМП малой интенсивности

С методической точки зрения в работах по электромагнитной биологии наиболее перспективным представляется т.н. "кибернетический" подход, заключающийся в представлении исследуемой системы в виде "черного ящика" и последующем "просветлении" его по мере измерения входных и выходных характеристик. Переходя затем к смене подсистем, закономерному дроблению начального "черного ящика", применяя различные вариации входных и выходных характеристик, исследователь постепенно выясняет определенные закономерности функционирования изучаемой системы в приложенном ЭМП.

Использование такого подхода позволило выявить некоторые общие закономерности действия ЭМП на биообъекты [1]. Было обнаружено, в частности, что по мере усложнения биосистем все большую роль начинают играть обратные связи, направленные на сохранение гомеостаза. При переходе от отдельной клетки к многоклеточному организму, когда в процесс гомеостазирования включаются системы нервной, гуморальной, иммуноструктурной регуляции, выраженность компенсаторных обратных связей достигает своего максимума, и эффекты поля, регистрируемые на таких уровнях, не имеют прямой связи с характеристиками самого поля. Регистрируются компенсаторные реакции, их напряженность, отклонения от нормы.

При этом существенную роль играет предыстория развития данного конкретного организма, его врожденные и приобретенные аномалии, наличие дополнительных воздействующих факторов, собственные биоритмы и т.д.
Следствием такого свойства биосистем является то обстоятельство, что физиологические исследования в электромагнитной биологии с точки зрения установления однозначного соответствия между действующим полем и наблюдаемой реакцией не представляются достаточно перспективными.

Другая закономерность, свойственная биообъектам при воздействии на них ЭМП, заключается в интеграции ответных реакций по мере усложнения их организации. Суть интеграции состоит в том, что малые первичные эффекты, возникающие под влиянием слабого стимула на субклеточном уровне многоклеточного механизма, суммируется по мере перехода на более высокий уровень организации и сопровождаются заметной реакцией всего организма. Первичный эффект в данном случае имеет вероятностный характер.

Совокупность описанных свойств сложных биообъектов приводит к эффекту "плато", когда рост реакции объекта на воздействие поля, связанный с интеграцией, компенсируется за счет гомеостазирующих обратных связей. Пример эффекта "плато" приведен в работе [1].

В той же работе [1] отмечено, что "наиболее сложной является зависимость величины и выраженность реакций биосистем на ЭМП от исходного состояния". Наиболее выраженные изменения различных характеристик при действии стационарных и низкочастотных ЭМП наблюдается у биосистем, находящихся в ослабленном состоянии за счет экзогенных или эндогенных факторов. При этом, если в результате такого ослабления исходного состояния изменение функций на 20-30% выводит ее за пределы нормы, то под действием ЭМП, независимо от его параметров, исследуемая биосистема может перейти в патологическое состояние любой степени тяжести, вплоть до летального исхода. Именно такой гетерогенностью организмов объясняется тот факт, что слабые воздействия, связанные с изменением гелиогеофизической активности, приводят к заметному ухудшению состояния больных с сердечно-осудистой и другой патологией.

В работе [3] была реализована программа экспериментальных исследований физиологического проявления действия слабых магнитных полей сверхнизкочастотного (СНЧ) диапазона (0.01 - 20 Гц) на различных системных уровнях структурной организации биообъектов и определения совокупности параметров поля, определяющих степень выраженности и характер его биологических проявлений, а также анализ свойств этого фактора как раздражителя. Одним из важных результатов этой работы явилась экспериментальное доказательство важности пространственно-временной структуры поля с точки зрения физиологических проявлений его воздействия. Показано, что сопоставление динамических диапазонов изменения интенсивностей известных экологически адекватных раздражителей и геомагнитных вариаций дает основание отнести реакцию организма на действие магнитного поля СНЧ диапазона типа геомагнитных вариаций к классу информационных воздействий.

При исследованиях влияния поля на водорастворимые белки тканей человеческого организма были обнаружены конформационные изменения белковых молекул под действием магнитного поля СНЧ диапазона, изменения скорости РОЭ крови больных с инфарктом миокарда. Выявлен пороговый характер зависимости эффектов от амплитуды вариаций поля: при Н > 0.1 Эрст наблюдалось резкое увеличение частоты наблюдаемых эффектов. Существенно, однако, что величина относительного эффекта не обнаруживает достоверной зависимости от напряженности поля (см. выше эффект "плато").

В целом полученные результаты позволяют утверждать, что "при воздействии слабого магнитного поля СНЧ диапазона в организме происходят изменения, требующие регулирующего участия нейрогуморальной системы, что свидетельствует о биоэффективности данного фактора. Хотя наблюдаемые изменения не превосходят адаптивные возможности системы, следует подчеркнуть, что действие поля снижает регуляторные возможности организма. Устойчивость адаптационного процесса относительна и обеспечивается только при сохранении определенного баланса процессов, обусловленного потерями и восполнениями энерго-информационных и структурных затрат. Поэтому на определенной стадии адаптационного процесса снижение пластического ресурса тканей при длительных экспозициях в магнитном поле может знаменовать переход адаптационного процесса в патологический".

При длительной экспозиции в магнитном поле СНЧ диапазона изменения в организме не ограничиваются функциональными сдвигами и могут переходить в деструктивные процессы, наиболее отчетливо выраженные в сердце, печени, поджелудочной железе, легких и головном мозге.

Согласно автору [3], "магнитное поле СНЧ следует считать биоэффективным экологическим фактором, который при определенных совокупностях параметров и длительности экспозиции является фактором риска".

Возможность биологического воздействия ЭМП не вызывает сомнения, однако биологическая роль этого фактора дискутируется до настоящего времени. Имеются расхождения во взглядах на возможные границы биологического действия, т.е. на физические параметры ЭМП, определяющие это воздействие и на степень выраженности возможного влияния на биологические объекты.

Прежде всего, эти расхождения связаны с отсутствием общепринятой теории первичного (физико-химического) механизма биологического действия ЭМП. В общих чертах ясно, что в основе функциональных сдвигов, наблюдаемых при воздействии ЭМП, лежат различные биофизические процессы, а механизмы взаимодействия между ними и живой тканью связаны с электродинамическим или магнитомеханическим эффектами (появление круящих моментов, ориентирующих электроактивные молекулы так, что образующаяся конфигурация способствует уменьшению их свободной энергии в поле). Одним из наиболее сложных и до настоящего времени окончательно не решенных вопросов, в частности - в отношении ЭМП, является экстраполяция результатов экспериментальных исследований с животных на человека. Моделирование поглощения электромагнитной энергии различными лабораторными животными и человеком, позволяет предложить коэффициенты экстраполяции при допущении, что биоэффекты определяются только лишь средней удельной величиной поглощенной телом мощности излучения. Однако, такой метод не учитывает биологических аспектов влияния фактора. Анализ вычисленных по этому методу коэффициентов экстраполяции [13] убеждает в невозможности их использования в практике обоснования нормативов, поскольку применение этой методики привело бы к существенному и необоснованному ужесточению гигиенических нормативов для человека в высокочастотной части спектра ЭМП и опасному завышению допустимых величин в низкочастотной части. До тех пор, пока не будет обоснована методика определения коэффициентов экстраполяции с учетом значимости наблюдаемых биоэффектов для различных животных и человека, любые чисто физические подходы не смогут дать приемлемых результатов.

Экспериментальные данные о реакциях организмов на магнитное поле указывают, что феноменологически они могут быть объяснены несколькими биофизическими эффектами:

индуцированием электрических потенциалов в системе кровообращения,
стимулированием выработки магнитофосфена импульсами магнитного по ля в ОНЧ-ВЧ диапазонах, амплитудой от долей до десятков мТл,
инициированием переменными полями широкого спектра клеточных и тканевых изменений, когда плотность индуцированного тока превышает 1 - 10 мА/м многие из этих эффектов, вероятно, являются следствием взаимодействия с компонентами клеточных мембран.

Поиск физических механизмов действия слабых ЭМП на живые организмы осложняется отсутствием специфических реакций на эти поля. Обычно наблюдается неспецифическая резистентность организма, которая является обобщенной оценкой функционального состояния организма. Изменения связаны прежде всего с деятельностью нервной и эндокринной систем, вовлекающей в процесс все системы организма и все уровни организации вплоть до субклеточных.

Существование человека в любой среде связано с воздействием на него и среду обитания электромагнитных полей. В случаях неподвижных электрических зарядов мы имеем дело с электростатическими полями. При трении диэлектриков на их поверхности появляются избыточные заряды, на сухих руках накапливаются электрические заряды, создающие потенциал до 500 В. Земной шар заряжен отрицательно так, что между поверхностью земли и верхними слоями атмосферы разность потенциалов составляет 400 000 В. Это электрическое поле создает между двумя уровнями, отстоящими на рост человека, разность потенциалов порядка 200 В, однако человек этого не ощущает, так как хорошо проводит электрический ток, и все точки его тела находятся под одним потенциалом.

При своем движении облака заряжаются в результате трения. Разные части грозового облака несут заряды различных знаков. Чаще всего нижняя часть облака заряжена отрицательно, а верхняя положительно. Если облака сближаются разноименно заряженными частями, между ними проскакивает молния – электрический разряд. Проходя над землей, грозовое облако создает на ее поверхности большие наведенные заряды. Разность потенциалов между облаками и землей достигает огромных значений, измеряемых сотнями миллионов вольт, и в воздухе возникает сильное электрическое поле. При благоприятных условиях возникает пробой. Молния иногда поражает людей и вызывает пожары.

Наряду с естественными статическими электрическими полями в условиях техносферы и в быту человек подвергается воздействию искусственных статических электрических полей.

Искусственные статические электрические поля обусловлены возрастающим применением для изготовления предметов домашнего обихода, игрушек, обуви, одежды, для изготовления строительных деталей различных полимерных материалов, являющихся диэлектриками. При трении диэлектриков в результате разделения зарядов на их поверхности могут появляться значительные нескомпенсированные положительные или отрицательные заряды. Величина заряда определяется видом диэлектрика. Особенно сильно, например, электризуется полиэтилен. Электрические поля от избыточных зарядов на предметах, одежде, теле человека оказывают большую нагрузку на нервную систему человека. Исследования показывают, что наиболее чувствительны к электростатическим полям центральная нервная система и сердечно-сосудистая система организма. Установлено также благотворное влияние на самочувствие снятия избыточного электрического заряда с тела человека.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ И РАДИОЧАСТОТ

Линии электропередач, электрооборудование, различные электроприборы, все технические системы, генерирующие, передающие и использующие электромагнитную энергию, создают в окружающей среде электромагнитные поля.

Действие на организм человека электромагнитных полей определяется частотой излучения, его интенсивностью, продолжительностью и характером действия, индивидуальными особенностями организма. Спектр электромагнитных полей включает низкие частоты до 3 Гц, промышленные частоты от 3 до 300 Гц, радиочастоты от 30 до 300 мгц, а также относящиеся к радиочастотам ультравысокие частоты от 30 до 300 мгц и сверхвысокие частоты от 300 мгц до 300 ггц.

Электромагнитное излучение радиочастот широко используется в связи, телерадиовещании, в медицине, радиолокации, радионавигации и др.

Переменное электрическое поле вызывает нагрев диэлектриков за счет токов проводимости и за счет переменной поляризации. Выделение теплоты может приводить к перегреванию, особенно тех тканей и органов, которые недостаточно хорошо снабжены кровеносными сосудами. Наиболее чувствительны к биологическому воздействию радиоволн центральная нервная и сердечно-сосудистая системы. При длительном действии радиоволн не слишком большой интенсивности появляются головные боли, быстрая утомляемость, изменение давления и пульса, нервно-психические расстройства. Могут наблюдаться похудение, выпадение волос, изменения в составе крови.

Воздействие СВЧ-излучения интенсивностью более 100 Втм2 может привести к помутнению хрусталика глаза и потере зрения, тот же результат может дать длительное облучение умеренной интенсивности, при этом возможны нарушения со стороны эндокринной системы; изменения углеводного и жирового обмена, сопровождающиеся похудением; повышение возбудимости; изменение ритма сердечной деятельности; изменения в крови.

Воздействие может быть постоянным или прерывистым, общим или местным. В зависимости от места нахождения человека относительно источника излучения он может подвергаться воздействию электрической или магнитной составляющих поля или их сочетанию, а в случае пребывания в волновой зоне – воздействию сформированной электромагнитной волны. Контроль уровней электрического поля осуществляется по значению напряженности электрического поля, выраженной в В/м. Контроль уровней магнитного поля осуществляется по значению напряженности магнитного поля, выраженной в А/м.

Энергетическим показателем для волновой зоны излучения является плотность потока энергии, или интенсивность, – энергия, проходящая через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения электромагнитной волны за одну секунду. Измеряется в Вт/м2. Нормирование уровней – в соответствии с гостом 12. 1. 006-84.

Длительное действие электрических полей может вызывать головную боль в височной и затылочной областях, ощущение вялости, расстройство сна, ухудшение памяти, депрессию, апатию, раздражительность, боли в области сердца. Для персонала ограничивается время пребывания в электрическом поле в зависимости от напряженности поля (190 минут в сутки при напряженности 10 квм, 10 минут в сутки при напряженности 20 кв/м).

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА

Электромагнитные волны в диапазоне от 400 до 760 нм называются световыми. Они действуют непосредственно на человеческий глаз, вызывая специфическое раздражение его сетчатой оболочки, ведущее к световому восприятию. Тесно примыкают к видимому спектру электромагнитные волны с длиной волны менее 400 нм – ультрафиолетовой излучение, и с длиной волны более 800 нм – инфракрасное излучение. Все эти виды излучения не имеют принципиального различия по своим физическим свойствам и относятся к оптическому диапазону электромагнитных волн. Человеческий организм приспособился к восприятию естественного светового излучения и выработал средства защиты при превышении интенсивности излучения допустимого уровня: сужение зрачка, уменьшение чувствительности за счет перестройки восприятия.

Современные технические средства позволяют усиливать оптическое излучение, уровень которого может значительно превышать адаптационные возможности человека. С 60-х годов в нашу жизнь вошли оптические квантовые генераторы, или лазеры.

Лазер – устройство, генерирующее направленный пучок электромагнитного излучения оптического диапазона. Широкое применение лазеров обусловлено возможностью получить большую мощность, монохроматичностью излучения, малой расходимостью луча. Лазеры применяются в системах связи, навигации, технологии обработки материалов, медицине, контрольноизмерительной технике, военной технике и других областях. В зависимости от используемого активного элемента лазеры оптического диапазона генерируют излучение от ультрафиолетовой до дальней инфракрасной области. Так, азотный лазер генерирует излучение в ультрафиолетовой области, аргоновый – в сине-зеленой области спектра, рубиновый – в красной, лазер на двуокиси углерода – в инфракрасной области.

По режиму работы лазеры делятся на импульсные и непрерывного действия. Лазеры могут быть малой и средней мощности, мощные и сверхмощные. Большую мощность легче получить в импульсном режиме. Для обработки материалов в технологических установках в импульсе длительностью порядка миллисекунд излучается энергия от единиц до десятков джоулей. За счет фокусировки достигается высокая плотность энергии и возможность точной обработки материалов.

Под действием лазерного излучения происходит быстрый нагрев, плавление и вскипание жидких средств, что особенно опасно для биологических тканей. Особенно уязвимы глаза и кожа. Непрерывное лазерное излучение оказывает в основном тепловое действие, приводящее к свертыванию белка и испарению тканевой жидкости. В импульсном режиме возникает ударная волна, импульс сжатия вызывает повреждение глубоколежащих органов, сопровождающееся кровоизлияниями. Лазерное излучение оказывает воздействие на биохимические процессы. В зависимости от энергетической плотности излучения может быть временное ослепление или термический ожог сетчатки глаза, в инфракрасном диапазоне – помутнение хрусталика.

Повреждение кожи лазерным излучением имеет характер термического ожога с четкими границами, окруженными небольшой зоной покраснения. Могут проявиться вторичные эффекты – реакция на облучение: сердечно-сосудистые расстройства и расстройства центральной нервной системы, изменения в составе крови и обмене веществ.

Предельно допустимые уровни интенсивности лазерного облучения зависят от характеристик излучения и устанавливаются таким образом, чтобы исключить возникновение биологических эффектов для всего спектрального диапазона и вторичных эффектов для видимой области длин волн.

Эксплуатация лазеров должна осуществляться в отдельных помещениях, снабженных вентиляцией, удаляющей вредные газы и пары с рабочего места. Ограничения и экраны должны предохранять окружающих от прямых и отраженных лазерных лучей.

Ультрафиолетовое излучение не воспринимается органом зрения. Жесткие ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 нм задерживаются слоем озона в атмосфере. Лучи с длиной волны 290 нм, вплоть до видимой области, сильно поглощаются внутри глаза, особенно в хрусталике, и лишь ничтожная доля их доходит до сетчатки. Ультрафиолетовое излучение поглощается кожей, вызывая покраснение и активизируя обменные процессы и тканевое дыхание. Под действием ультрафиолетового излучения в коже образуется меланин, воспринимающийся как загар и защищающий организм от избыточного проникновения ультрафиолетовых лучей.

Ультрафиолетовое излечение может привести к свертыванию белков, на этом основано его бактерицидное действие. Профилактическое облучение помещений и людей строго дозированными лучами снижает вероятность инфицирования. Недостаток ультрафиолета неблагоприятно отражается на здоровье, особенно в детском возрасте. От недостатка солнечного облучения у детей развивается рахит, у шахтеров появляются жалобы на общую слабость, быструю утомляемость, плохой сон, отсутствие аппетита. Это связано с тем, что под влиянием ультрафиолетовых лучей в коже из провитамина образуется витамин D, регулирующий фосфорно-кальциевый обмен. Отсутствие витамина D приводит к нарушению обмена веществ. В таких случаях применяется искусственное облучение ультрафиолетом как в лечебных целях, так и для общего закаливания организма.

Избыточное ультрафиолетовое облучение во время высокой солнечной активности вызывает воспалительную реакцию кожи, сопровождающуюся зудом, отечностью, иногда образованием пузырей и изменениями в коже и в более глубокорасположенных органах.

Длительное действие ультрафиолетовых лучей ускоряет старение кожи, создает условия для злокачественного перерождения клеток.

Ультрафиолетовое излучение от мощных искусственных источников вызывает острые поражения глаза – электроофтальмию. Через несколько часов после воздействия появляются слезотечение, спазм век, резь и боль в глазах, покраснение и воспаление кожи и слизистой оболочки век. Подобное явление наблюдается также в снежных горах из-за высокого содержания ультрафиолета в солнечном свете.

В производственных условиях устанавливаются санитарные нормы интенсивности ультрафиолетового облучения, обязательным является применением защитных средств (очки, маска, экраны) при работе с ультрафиолетом.

Инфракрасное излучение производит тепловое действие.

Инфракрасные лучи довольно глубоко (до 4 см) проникают в ткани организма, повышают температуру облучаемого участка кожи, а при интенсивном облучении всего тела повышают общую температуру и вызывают резкое покраснение кожных покровов. Чрезмерное воздействие инфракрасных лучей при повышенной влажности может вызвать нарушение терморегуляции – острое перегревание, или тепловой удар. Тепловой удар – клинически тяжелый симптомокомплекс, характеризующийся головной болью, головокружением, учащением пульса, затемнением или потерей сознания, нарушением координации движений, судорогами. Первая помощь при тепловом ударе требует удаления от источника излучения, охлаждения, создания условий для улучшения кровоснабжения головного мозга, врачебной помощи.

ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Источники электромагнитных полей радиочастот и их характеристика

Источниками электромагнитных полей (ЭМП) являются: атмосферное электричество, радиоизлучения, электрические и магнитные поля Земли, искусственные источники (установки ТВЧ, радиовещание и телевидение, радиолокация, радионавигация и др.). Источниками излучения электромагнитной энергии являются мощные телевизионные и радиовещательные станции, промышленные установки высокочастотного нагрева, а также многие измерительные, лабораторные приборы. Источниками излучения могут быть любые элементы, включенные в высокочастотную цепь.

Токи высокой частоты применяют для плавления металлов, термической обработки металлов, диэлектриков и полупроводников и для многих других целей. Для научных исследований в медицине применяют токи ультравысокой частоты, в радиотехнике — токи ультравысокой и сверхвысокой частоты. Возникающие при использовании токов высокой частоты электромагнитные поля представляют определенную профессиональную вредность, поэтому необходимо принимать меры защиты от их воздействия на организм.

Токи высокой частоты создают в воздухе излучения, имеющие ту же электромагнитную природу, что и инфракрасное, видимое, рентгеновское и гамма-излучение. Различие между этими видами энергии — в длине волны и частоте колебаний, а значит, и в величине энергии кванта, составляющего электромагнитное поле. Электромагнитные волны, возникающие при колебании электрических

зарядов (при прохождении переменных токов), называются радиоволнами.

Электромагнитное поле характеризуется длиной волны l,м или частотой колебания f, Гц:

l = сТ == elf, или с == lf, (45)

где с = 3 • 10 s м/с — скорость распространения радиоволн, равная скорости света; f — частота колебаний, Гц;

Т = 1// — период колебаний.

Интервал длин радиоволн — от миллиметров до десятков километров, что соответствует частотам колебаний в диапазоне от 3 • 10 4 Гц до 3 • 10" Гц (рис. 17).

Интенсивность электромагнитного поля в какой-либо точке пространства зависит от мощности генаратора и расстояния от него. На характер распределения поля в помещении влияет наличие металлических предметов и конструкций, которые являются проводниками, а также диэлектриков, находящихся в ЭМП.

Источники электромагнитных полей промышленной частоты в электроустановках сверхвысокого напряжения (СВН)

При эксплуатации электроэнергетических установок — открытых распределительных устройств (ОРУ) и воздушных ЛЭП напряжением выше 330 кВ — в пространстве вокруг токоведущих частей действующих электроустановок возникает сильное электромагнитное поле, влияющее на здоровье людей. В электроустановках напряжением ниже 330 кВ возникают менее интенсивные электромагнитные поля, не оказывающие отрицательного влияния на биологические объекты.

Эффект воздействия электромагнитного поля на биологический объект принято оценивать количеством электромагнитной энергии, поглощаемой этим объектом при нахождении его в поле. При малых частотах (в данном случае 50 Гц) электромагнитное поле можно рассматривать состоящим из двух полей (электрического и магнитного), практически не связанных между собой. Электрическое поле возникает при наличии напряжения на токоведущих частях электроустановок, а магнитное — при прохождении тока по этим частям. Поэтому допустимо рассматривать отдельно друг от друга влияние, оказываемое ими на биологические объекты.

Установлено, что в любой точке поля в электроустановках сверхвысокого напряжения (50 Гц) .поглощенная телом человека энергия магнитного поля примерно в 50 раз меньше поглощенной им энергии электрического поля (в рабочих зонах открытых распределительных устройств и проводов ВЛ-750 кВ напряженность магнитного поля составляет 20—25 А/м при опасности вредного влияния 150—200 А/м).

На основании этого был сделан вывод, что отрицательное действие электромагнитных полей электроустановок сверхвысокого напряжения (50 Гц) обусловлено электрическим полем, то есть нормируется напряженность Е, кВ/м.

В различных точках пространства вблизи электроустановок напряженность электрического поля имеет разные значения и зависит от ряда факторов: номинального напряжения, расстояния (по высоте и горизонтали) рассматриваемой точки от токоведущих частей и др.

Воздействие электромагнитных полей на организм человека

Промышленная электротермия, в которой применяются токи радиочастот для электротермической обработки материалов и изделий (сварка, плавка, ковка, закалка, пайка металлов; сушка, спекание и склеивание неметаллов), широкое внедрение радиоэлектроники в народное хозяйство позволяют значительно улучшить условия труда, снизить трудоемкость работ, добиться высокой экономичности процессов производства. Однако электромагнитныеизлучения радиочастотных установок, воздействуя на организм человека в дозах, превышающих допустимые, могут явиться причиной профессиональных заболеваний. В результате возможны изменения нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной Я других систем организма человека.

Действие электромагнитных полей на организм человека проявляется в функциональном расстройстве центральной нервной системы; субъективные ощущения при этом — повышенная утомляемость, головные боли и т. п. Первичным проявлением действия электромагнитной энергии является нагрев, который может привести к изменениям и даже к повреждениям тканей и органов. Механизм поглощения энергии достаточно сложен. Возможны также перегрев организма, изменение частоты пульса, сосудистых реакций. Поля сверхвысоких частот могут оказывать воздействие на глаза, приводящее к возникновению катаракты (помутнению хрусталика). Многократные повторные облучения малой интенсивности могут приводить к стойким функциональным расстройствам центральной нервной системы. Степень биологического воздействия электромагнитных полей на организм человека зависит от частоты колебаний, напряженности и интенсивности поля, длительности его воздействия. Биологическое воздействие полей разных диапазонов неодинаково. Изменения, возникающие в организме под воздействием электромагнитных полей, чаще всего обратимы.

В результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступают преждевременная утомляемость, сонливость или нарушение сна, появляются частые головные боли, ""наступает расстройство нервной системы и др. При систематическом облучении наблюдаются стойкие нервно-психические заболевания, изменение кровяного давления, замедление пульса, трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т. п.).

Аналогичное воздействие на организм человека оказывает электромагнитное поле промышленной частоты в электроустановках сверхвысокого напряжения. Интенсивные электромагнитные поля вызывают у работающих нарушение функционального состояния центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы и периферической крови. При этом наблюдаются повышенная

утомляемость, вялость, снижение точности рабочих движений, изменение кровяного давления и пульса, возникновение болей в сердце (обычно сопровождается аритмией) , голов ные боли.

Предполагается, что нарушение регуляции физиологических функций организма обусловлено воздействием поля на различные отделы нервной системы. При этом повышение возбудимости центральной нервной системы происходит за счет рефлекторного действия поля, а тормозной эффект — за счет прямого воздействия поля на структуры головного и спинного мозга. Считается, что кора головного мозга, а также промежуточный мозр особенно чуствительны к воздействию поля.

Наряду с биологическим действием электрическое поле обусловливает возникновение разрядов между человеком и металлическим предметом, имеющим иной, чем человек, потенциал. Если человек стоит непосредственно на земле или на токопроводящем заземленном основании, то потенциал его тела практически равен нулю, а если он изолирован от земли, то тело оказывается под некоторым потенциалом, достигающим иногда нескольких киловольт.

Очевидно, что прикосновение человека, изолированного от земли, к заземленному металлическому предмету, равно как и прикосновение человека, имеющего контакт с землей, к металлическому предмету, изолированному от земли, сопровождается прохождением через человека в землю разрядного тока, который может вызывать болезненные ощущения, особенно в первый момент. Часто прикосновение сопровождается искровым разрядом. В случае прикосновения к изолированному от земли металлическому предмету большой протяженности (трубопровод, проволочная ограда на деревянных стойках и т. п. или большого размера металлическая крыша деревянного здания и пр.) сила тока, проходящего через человека, может достигать значений, опасных для жизни.

Нормирование электромагнитных полей

Исследованиями установлено, что биологическое действие одного и того же по частоте электромагнитного по-ля зависит от напряженности его составляющих (электрической и магнитной) или плотности потока мощности для диапазона более 300 МГц. Это является критерием для

определения биологической активности электромагнитных излучений. Для этого электромагнитные излучения с частотой до 300 МГц разбиты на диапазоны, для которых установлены предельно допустимые уровни напряженности электрической, В/м, и магнитной, А/м, составляющих поля. Для населения еще учитывают их местонахождение в зоне застройки или жилых помещений.

Согласно ГОСТ 12.1.006—84, нормируемыми параметрами в диапазоне частот 60 кГц — 300 МГц являются напряженности Е и Н электромагнитного поля. На рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, профессионально связанного с воздействием электромагнитного поля, предельно допустимая напряженность этого поля в течение всего рабочего дня не должна превышать нормативных значений.

В табл. 3 приведены предельно допустимые плотности потока энергии электромагнитных полей (ЭМП) в диа-назоне частот 300 МГц—300000 ГГц и

Файлы: 1 файл

эми.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева

1.Электромагнитные излучения в нашей жизни………………………4

2. Источники электромагнитных излучений…………………………..5

3. Биологическое действие электромагнитных излучений…………. 7

4. Влияние электромагнитного поля на организм человека…………..9

5. Методы защиты от электромагнитных полей………………………12

Список используемой литературы……………………………………..17

Мы живем в электромагнитном мире, насыщенным различными благами цивилизации и научно-технического прогресса. А вот эволюционно сложившихся механизмов нейтрализации электромагнитных полей, имеющих характеристики, отличных от природных, у человека нет. Нас окружают чайники, стиральные машины, утюги, настольные лампы, холодильники, плейеры, телевизоры, компьютеры, лифты, трамваи, троллейбусы, метро, одним словом, продукты цивилизации, от которых мы не привыкли отказываться. И, конечно же, источники наиболее интенсивных электромагнитных излучений - мобильные телефоны и микроволновые печи.

Являясь открытой системой, живой организм информационно взаимодействует с внешними по отношению к биологической системе электромагнитными полями и излучением(ЭМИ). За последние пятьдесят лет искусственные электромагнитные излучения фактически заместили неуловимые (тонкие) энергии естественного мира. 24 часа в сутки мы купаемся в полях-невидимках, излучаемых линиями электропередачи, телевизорами, компьютерами и разнообразнейшими электронными устройствами, без которых мы не представляем своего существования. Кроме того, нас бомбардируют микроволны, радио- и телевизионные передатчики, а также сигналы сотовой телефонной связи. Сегодня электромагнитное облучение в 100 миллионов раз превышает то, что испытывали наши деды. Длительное воздействие искусственных электромагнитных излучений серьезно ухудшают здоровье. Эпидемиологи установили, что раковые заболевания чаще встречаются среди людей, проживающих в непосредственной близости от источников сильных электромагнитных полей, таких, например, как высоковольтные линии электропередачи. Было доказано также влияние электромагнитных полей на выработку шишковидной железой мелатонина, - гормона, играющего не последнюю роль в иммунной системе (его также называют "гормон молодости"). Хаотичная энергия субчастиц искусственных электромагнитных полей, эта своего рода электромагнитная грязь, действует с огромной разрушительной силой на биоэлектромагнитное поле нашего тела, в пределах которого миллионы неуловимых электрических импульсов должны балансировать и регулировать деятельность каждой живой клетки.

Использование электромагнитной энергии в самых разнообразных областях человеческой деятельности привело к тому, что к существующему электрическому и магнитному полям Земли, атмосферному электричеству, радиоизлучению Солнца, Галактики, Вселенной и Мироздания в целом добавилось электромагнитное излучение искусственного происхождения. Его уровень значительно превышает уровень фона.

Действие ЭМИ усугубляется долговременным воздействием: круглосуточно и на протяжении ряда лет, что, как правило, приводит к передозировке ЭМИ и трагическим последствиям.

Электромагнитные излучения в нашей жизни.

В последние годы внимание к уровню излучения бытовых и промышленных приборов существенно возросло, особенно - для образцов новой техники. Яркий пример - мониторы компьютеров (регламентируются излучения: мягкое рентгеновское, ультрафиолетовое, инфракрасное, видимое, радиочастотное, сверх- и низкочастотное). Однако в большинстве случаев это лишь способ увеличения продаж. Можно иметь отличный компьютер, в то же время, индукция, например электробритвы, составляет 1500 мкТл, а естественный геомагнитный фон составляет 30:60 мкТл.

На Севере напряженность геомагнитного поля в 2:3 и более раз выше, чем в средней полосе, так как Север является магнитным полюсом Земли, куда стекаются все магнитные потоки, которые сгущаются в территориально ограниченной полярной зоне. Поэтому их вредное действие на человека соответственно возрастает в несколько раз.

Наиболее опасными вследствие резонанса являются следующие частоты излучений: 0,02; 0,06; 1:3; 5:7; 8:12; 12:31; 1000:1200; 40:70; около 400 Гц. Нет систем организма и органов, которые бы не были подвержены заболеваниям вследствие действия ЭМИ, ведущего всегда, в конечном итоге, к преждевременному старению.

Что тут скажешь о рекомендациях по защите от ЭМИ? Каждый человек сам должен действовать, ограничивая и исключая ЭМИ, непосредственно убирая их источники, делая хорошее заземление, сертифицируя источники ЭМИ и рабочие места и т.п. В то же время, основная рекомендация, видимо, следующая: нейтрализация действия ЭМИ на человека любым способом.

Источники электромагнитных излучений

Известно, что около проводника, по которому протекает ток, возникают одновременно электрическое и магнитное поля. Если ток не меняется во времени, эти поля не зависят друг от друга. При переменном токе магнитное и электрическое поля связаны между собой, представляя единое электромагнитное поле.

Электромагнитное поле обладает определённой энергией и характеризуется электрической и магнитной напряжённостью, что необходимо учитывать при оценке условий труда.

Источниками электромагнитных излучений служат радиотехнические и электронные устройства, индукторы, конденсаторы термических установок, трансформаторы, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов, генераторы сверхвысоких частот и др.

Современные геодезические, астрономические, гравиметрические, аэрофотосъёмочные, морские геодезические, инженерно-геодезические, геофизические работы выполняются с использованием приборов, работающих в диапазоне электромагнитных волн, ультравысокой и сверхвысокой частот, подвергая работающих опасности с интенсивностью облучения до 10 мкВт/см2.

Источниками возникновения электромагнитных полей радиочастот являются: радиовещание, телевидение, радиолокация, радиоуправление, закалка и плавка металлов, сварка неметаллов, электроразведка в геологии (радиоволновое просвечивание, методы индукции и др.), радиосвязь и др.

Электромагнитная энергия низкой частоты 1-12 кГц широко используется в промышленности для индукционного нагрева с целью закалки, плавки, нагрева металла.

Энергия импульсивного электромагнитного поля низких частот применяется для штамповки, прессовки, для соединения различных материалов, литья и др.

При диэлектрическом нагреве (сушка влажных материалов, склейка древесины, нагрев, термофиксация, плавка пластмасс) используются установки в диапазоне частот от 3 до 150 МГц.

Ультравысокие частоты используются в радиосвязи, медицине, радиовещании, телевидении и др. Работы с источниками сверхвысокой частоты осуществляются в радиолокации, радионавигации, радиоастрономии и др.

По субъективным ощущениям и объективным реакциям организма человека не наблюдается особых различий при воздействии всего диапазона радиоволн ВЧ, УВЧ и СВЧ, но более характерны проявления и неблагоприятны последствия воздействий СВЧ электромагнитных волн.

Биологическое действие электромагнитных излучений

Нагрев особенно опасен для органов со слаборазвитой сосудистой системой с неинтенсивным кровообращением (глаза, мозг, желудок и др.). При облучении глаз в течение нескольких дней возможно помутнение хрусталика, что может вызвать катаракту.

Кроме теплового воздействия электромагнитные излучения оказывают неблагоприятное влияние на нервную систему, вызывают нарушение функций сердечно-сосудистой системы, обмена веществ. Общим в характере биологического действия электромагнитных полей радиочастот большой интенсивности является тепловой эффект, который выражается в нагреве отдельных тканей или органов. Особенно чувствительны к тепловому эффекту хрусталик глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь и некоторые другие органы.

Субъективными ощущениями облучаемого персонала являются жалобы на частую головную боль, сонливость или бессонницу, утомляемость, вялость, слабость, повышенную потливость, потемнение в глазах, рассеянность, головокружение, снижение памяти, беспричинное чувство тревоги, страха и др.

К числу перечисленных неблагоприятных воздействий на человека следует добавить мутагенное действие, а также временную стерилизацию при облучении интенсивностями выше теплового порога.

Длительное воздействие электромагнитного поля на человека вызывает повышенную утомляемость, приводит к снижению качества выполнения рабочих операций, сильным болям в области сердца, изменению кровяного давления и пульса.

Оценка опасности воздействия электромагнитного поля на человека производится по величине электромагнитной энергии, поглощённой телом человека.

Электрические поля токов промышленной частоты

Установлено, что негативное воздействие на организм работающих оказывают и электромагнитные поля токов промышленной частоты (характеризуются частотой колебаний от 3 до 300 Гц ). Неблагоприятные воздействия токов промышленной частоты проявляются только при напряжённости магнитного поля порядка 160-200 А/м. Зачастую магнитная напряжённость поля не превышает 20-25 А/м, поэтому оценку опасности воздействия электромагнитного поля достаточно производить по величине электрической напряжённости поля.

Для измерения напряжённости электрического и магнитного полей используют приборы типа "ИЭМП-2". Плотность потока излучения измеряют различного рода радар-тестерами и термисторными измерителями малой мощности, например, "45-М", "ВИМ" и др.

В соответствии со стандартом "ГОСТ 12.1.002-84 ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряжённости и требования к проведению контроля на рабочих местах." нормы допустимых уровней напряжённости электрических полей зависят от времени пребывания человека в опасной зоне. Присутствие персонала на рабочем месте в течение 8 часов допускается при напряжённости электрического поля (Е), не превышающей 5 кВ/м. При значениях напряжённости электрического поля 5-20 кВ/м время допустимого пребывания в рабочей зоне в часах составляет:

Работа в условиях облучения электрическим полем с напряжённостью 20-25 кВ/м должна продолжаться не более 10 минут.

В рабочей зоне, характеризуемой различными значениями напряжённости электрического поля, пребывание персонала ограничивается временем (в часах):

где и ТЕ - соответственно фактическое и допустимое время пребывания персонала (ч), в контролируемых зонах с напряжённостями Е1, Е2, . Еn.

Влияние электромагнитного поля на организм человека

В течение дня человек подвергается электромагнитным излучениям различных частот. Например, они могут исходить от электрических бритв и фенов, от оборудования автомобилей, автобуса или поезда, предметов домашнего обихода, таких как нагреватели, духовки и микроволновые печи, неоновый лампы, домашняя проводка, линии электропередачи, ношения и использования сотового телефона. Это самые распространенные источники.

Комбинация этих воздействий может сокрушить обороноспособность тела и защитные механизмы.

Вот некоторые из биологических изменений по данным исследований, вызванных электромагнитным излучением (сначала – самые свежие данные): изменения белка в коже.