Диплом (1230261), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Для оценки ЭМ в этих зонах используются разные принципы.

В ближних и промежуточных зонах ЭМВ еще не сформирована, поэтому интенсивность ЭМП в этих зонах оценивается раздельно напряженностью магнитного и электрического полей. В этих зонах обычно находятся рабочие места по обслуживанию ВЧ и УВЧ.

В дальней зоне, в которой находятся рабочие места по обслуживанию СВЧ аппаратуры, ЭМВ уже сформировалась. Здесь ЭМП оценивается не по напряженности, а по энергии (мощности), переносимой волной в направлении своего распространения. Эта энергия оценивается плотностью потока энергии, то есть количеством энергии, переходящейся в единицу времени на единицу поверхности, Вт/м².

Все источники ЭМП в зависимости от происхождения можно разделить на естественные и антропогенные.

В спектре естественных ЭМП условно можно выделить 3 составляющих: геомагнитное поле Земли; электростатическое поле Земли; переменные ЭМП в диапазоне частот от 10^-3 до 10¹² Гц.

Естественное электромагнитное поле Земли создается избыточным отрицательным зарядом на поверхности. Его напряженность на открытой местности обычно находится в диапазоне от 100 до 500 В/м. Грозовые облака могут увеличивать напряженность этого поля до десятков – сотен кВ/м.

Антропогенные источники ЭМП делятся на 2 группы:

• Источники, генерирующие крайне низкие и сверхнизкие частоты от 0 до 3 кГц.

• Источники, генерирующие излучение в радиочастотном диапазоне от 3 кГц до 300 ГГц, включая СВЧ излучения.

К первой группе относятся все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередач, трансформаторные, подстанции, электростанции, системы электропроводки, кабельные системы), офисная электронная техника, транспорт и его инфраструктура, городской транспорт (метро, троллейбус, трамвай). Источниками излучения энергии в окружающем нас пространстве являются провода линий электропередач. Несмотря на то, что энергия поля промышленной частоты (50 Гц) в значительной мере поглощается почвой, напряженность поля под проводами и вблизи них может быть значительна высокой и зависит от класса напряжения линии электропередач, нагрузки, высоты подвески, расстояния между проводами, растительного покрова, рельефа под линией.

12.2 Воздействие ЭМИ на организм человека

Взаимодействие внешних ЭМП на организм человека осуществляется путем наведения внутренних полей и электрических токов, величина и распределение которых в теле человека зависит от следующих параметров:

• размер, форма, анатомическое строение тела;

• электрические и магнитные свойства тканей (электрическая и магнитная проводимость и проницаемость);

• характеристики ЭМП (частота, интенсивность).

Организм человека состоит из множества клеток с жидким содержанием и межклеточной жидкости, которая является электролитом. Мембраны клеток являются хорошими диэлектриками и надежно изолируют внутриклеточную фазу. Вследствие этого в постоянном электрическом поле возникают ионные токи, которые протекают только по межклеточной жидкости. В переменных ЭМП мембраны клеток теряют свои свойства диэлектриков. С возрастанием частоты внутриклеточная среда все больше участвует в общей ионной проводимости, что ведет к увеличению поглощения энергии.

Следствием поглощения энергии ЭМИ является тепловой эффект, т.е. нагрев тканей человека. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее проявляется этот эффект. Поглощение и распределение поглощенной энергии внутри тела существенно зависит от формы, размера и соотношения размеров тела с длиной волны излучения. С этих позиций в спектре ЭМИ выделяют три области:

1. ЭМИ с частотой до 30 МГц;

2. ЭМИ с частотой от 30 МГц до 10 ГГц;

3. ЭМИ с частотой более 10 ГГц.

Для первой области характерно быстрое падение величины поглощения с уменьшением частоты. Для второй области характерно наличие ряда максимумов поглощения, при которых тело как бы втягивает в себя поле и поглощает энергии больше, чем приходится на его поперечное сечение. Это приводит к так называемым «горячим пятнам». При воздействии на организм человека ЭМИ частотой более 10 ГГц практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур.

Энергия проникшего в организм поля многократно отражается и преломляется в многослойной структуре тела с разной толщиной слоев ткани. Вследствие этого энергия ЭМП поглощается неодинаково, чем объясняется неодинаковое воздействие на различные ткани.

Тепловая энергия, возникшая в тканях человека, увеличивает общее тепловыделение организма. Избыточная теплота отводится до определенного предела путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции. Состояние, при котором интенсивность ЭМИ более 10 мВт на 1 см² называется тепловым порогом; организм не справляется с отводом образовавшейся теплоты и температура тела повышается.

Наиболее чувствительны к облучению органы и ткани человека, обладающие слабо выраженной терморегуляцией (мозг, глаза, почки). Перегревание тканей и органов ведет к их заболеваниям, а повышение температуры тела на 1°С и выше может привести к необратимым изменениям. При воздействии ЭМП ВЧ и особенно СВЧ имеет место нетепловое воздействие, которое является результатом ряда микропроцессов, протекающих под действием резонансных эффектов взаимодействия внешних ЭМП с внутренними полями организма.

Воздействие ЭМИ приводит к различным морфологическим и функциональным изменениям в организме человека. При кратковременном воздействии ЭМИ незначительной интенсивности изменения, как правило, являются обратимыми. Однако при больших интенсивностях излучения или при систематическом облучении с малыми интенсивностями, не превышающими ПДИ, изменения необратимы.

Негативное воздействие ЭМИ выражается в торможении рефлексов, изменении биоэлектроактивности головного мозга, нарушении памяти, развитии синдрома хронической депрессии, понижении кровяного давления, замедлении сокращений сердца, изменении состава крови в сторону увеличения лейкоцитов и уменьшения эритроцитов, нарушении в печени и селезенки, помутнении хрусталика глаза, выпадении волос. Субъективные критерии отрицательного воздействия ЭМИ – головные боли, повышенная утомляемость, раздражительность, нарушение сна, ухудшение зрения, повышенная температура тела.

12.3 Нормирование ЭМИ

Для предупреждения заболеваний, связанных с систематическим воздействием ЭМП, СанПин «Электромагнитные поля в производственных условиях» устанавливают ПДУ электромагнитных полей, а также требования к проведению контроля уровня ЭМП на рабочих местах, методов и средств защиты работающих. Временные дополнительные уровни ослабления геомагнитного поля предусматривают оценку его интенсивности внутри помещения и в открытом пространстве на территории, прилегающей к месту его распространения, с последующим расчетом коэффициента ослабления геомагнитного поля. Интенсивность геомагнитного поля оценивают в единицах напряженности МП или в единицах магнитной индукции.

Коэффициент ослабления интенсивности геомагнитного поля равен отношению интенсивности геомагнитного поля открытого пространства к его интенсивности внутри помещения.

Временный допустимый коэффициент ослабления интенсивности геомагнитного поля на рабочих местах персонала в помещениях в течение смены не должен превышать 2-х.

Предельно допустимая величина напряженности электростатических полей на рабочих местах устанавливается в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня.

Напряженность электростатического поля на рабочих местах обслуживающего персонала не должна превышать:

• при воздействии до 1 ч – 60 кВ/м;

• при воздействии свыше 1 ч за смену величина определяется по формуле.

При напряженностях электростатических полей, превышающих 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается.

При напряженностях электростатических полей менее 20 кВ/м время пребывания в электростатическом поле не регламентируется.

Оценка и нормирование постоянных МП осуществляется по уровню МП дифференцированно в зависимости от температуры его воздействия на работника за смену для условий общего (на всё тело) и локального (кисти рук, предплечья) воздействия.

ПДУ напряженности постоянного МП за 8-ми часовой рабочий день не должен превышать 8-ми кА/м при общем воздействии и 12-ти кА/м при локальном воздействии.

Промышленная частота токов составляет 50 Гц, а соответствующая этой частоте длина волны равна 6 тыс.км. Человек подвергается воздействию ЭМП в ближней зоне. В связи с этим гигиеническая оценка ЭМП промышленной частоты осуществляется раздельно по электрическому и магнитному полям.

Но нормируемым параметром ЭП является напряженность ЭП (кВ/м), МП-напряженность МП(А/м).

ПДУ ЭМП промышленной частоты для полного рабочего дня составляет 5 кВ/м, а максимальный ПДУ для воздействия не более 10 мин – 25 кВ/м.

Дополнительное время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время напряженность ЭП не должна превышать 5 кВ/м. В диапазоне частот от 10 до 30 кГц основными нормируемыми параметрами являются напряженность ЭП и МП. Временный фактор учитывается в меньшей степени.

ПДУ воздействия ЭМП соответственно составляют 500 В/м и 50 А/м для полного рабочего дня и 1000 В/м и 100 А/м для воздействия до 2-х часов за рабочий день.

В диапазоне частот свыше 30 кГц используется энергетический подход. Наряду с напряженностью ЭП и МП плотности потока энергии нормируется энергетическая экспозиция за рабочий день. Она выражается в диапазоне частот до 300 МГц произведением квадрата напряженности ЭП или МП на время воздействия на организм.

В диапазоне частот выше 300 МГЦ – произведением плотности потока энергии излучения на время.

ПДУ интенсивности ЭМИ радиочастот в диапазоне частот от 30 кГц до 300 ГГц определяется в зависимости от времени воздействия, исходя их предельно допустимой энергетической экспозиции.

При этом в любом случае они не должны превышать значения установленные в качестве максимально допустимых.

12.4 Методы и средства контроля и защиты от ЭМИ

Гигиеническая оценка облучаемости лиц, подвергающихся воздействию ЭМИ, приводится на основании определения двух параметров: интенсивности ЭМИ и времени воздействия ЭМИ.

Интенсивность определяется путем измерения напряженности ЭП и МП в диапазоне частот ниже 300 МГц и плотности потока энергии в диапазоне частот выше 300 МГц.

Время воздействия определяется на основании документов, регламентирующих профессиональные обязанности работников, технологических журналов и карт, а в случае необходимости, с помощью специальных хронометражных исследований.

Контроль уровня ЭМИ на рабочих местах производится не реже 1 раза в год, а также при вводе в действие новых установок, при внесении изменений в конструкцию и режим работы действующих установок, после проведения ремонтных работ, при внесении изменений в средства защиты от ЭМИ, при организации новых рабочих мест.

Измерение уровней ЭМИ производится для всех рабочих режимов установки при максимальном использовании мощности. Измерения выполняются на рабочих местах и местах возможного нахождения персонала на расстоянии от источников ЭМП.

Для измерения уровней ЭМИ в диапазоне частот до 300 МГц используют приборы, предназначенные для измерения среднеквадратического значения напряженности ЭП и МП, а для измерения выше 300 МГц – среднее значение плотности потока энергии.

По конструктивному исполнению различают приборы двух типов:

• приборы направленного действия с антеннами, требующими учета поляризации поля;

• приборы с изотропными датчиками, не требующими учета направления поля.

При использовании первого типа антенну в точке измерения поворачивают до получения максимального отсчета по шкале. Для измерения напряженности ЭП используют датчик в виде антенны – диполя. Переменное магнитное поле(ПМП) измеряется с помощью замкнутой рамки, состоящей из ряда витков тонкого провода. Под действием ПМП в рамке наводится ЭДС, значение которой фиксируется измерительным устройством. Приборы направленного действия не пригодны для оценки сложных полей, в том числе создаваемых несколькими источниками. Приборы с изотропными датчиками могут применяться для оценки дальних и ближних полей, в том числе создаваемых несколькими источниками.

При несоответствии требованиям норм интенсивности ЭМП на рабочих местах в зависимости от диапазона частот облучения применяются системы защиты: пассивные и активные.

Пассивные системы защиты от ЭМИ: защита временем, защита расстоянием, рациональное размещение установок в рабочем помещении, выделение зон излучения, применение средств предупреждающей сигнализации (световая, звуковая), установление рациональных режимов эксплуатации установки и работы обслуживающего персонала.

Активные системы защиты от ЭМИ: уменьшение параметров излучения непосредственно в самом источнике излучения, экранирование источника излучения, экранирование рабочего места, применение средств индивидуальной защиты (СИЗ).

Характеристики

Список файлов ВКР