Защита от электро-магнитных полей

введение
1. анализ опасности воздействия электромагнитных полей на организм
2. Нормирование ЭМП
3. ЗАЩИТА окружающей среды ОТ ВОЗДЕЙСТВИя электромагнитного излучения
3.1. Обобщенное защитное устройство и методы защиты
Заключение
ЛИТЕРАТУРА

Защита от электро-магнитных полей

— в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и частично посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья) 15 кВ/м;
— в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения 20 кВ/м.
Воздействие электростатического поля (ЭСП) — статического электричества — на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падении с высоты и т. д.
Нормирование уровней напряженности ЭСП осуществляют в соответствии с ГОСТ 12.1.045—84 в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах. Предельно допустимый уровень напря­женности ЭСП равен 60 кВ/м в течение 1 ч. При напряженности менее 20 кВ/м время пребывания в ЭСП не регламентируется. Допустимые уровни напряженности ЭСП и плотности ионного потока для персонала подстанций и ВЛ постоянного тока ультравысо­кого напряжения установлены СН № 6032—91.
Магнитные поля могут быть постоянными (ПМП) от искусственных магнитных материалов и систем, импульсными (ИМП), инфранизко-частотными (с частотой до 50 Гц), переменными (ПеМП). Действие магнитных полей может быть непрерывным и прерывистым.
В соответствии с СН 1742—77 напряженность МП на рабочем месте не должна превышать 8 кА/м. Напряженность МП линии электропе­редачи напряжением до 750 кВ обычно не превышает 20 – 25 А/м, что не представляет опасности для человека.
Большую часть спектра неионизирующих электромагнитных излу­чений (ЭМИ) составляют радиоволны (3 Гц – 3000 ГГц), меньшую часть — колебания оптического диапазона (инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое излучения). В зависимости от частоты падающего электромагнитного излучения ткани организмов проявляют различные электрические свойства и ведут себя как проводник или как диэлектрик. С учетом радиофизических характеристик условно выделяют пять диапазонов частот: от единиц до нескольких тысяч Гц, от нескольких тысяч до 30 МГц, 30 МГц – 10 ГГц, 10 ГГц – 200 ГГц и 200 ГГц – 3000 ГГц.
Степень и характер воздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывный, прерывистый, импульсный), размером облучаемой поверхности, индивидуальными особенностями организма, наличием сопутствующих факторов (повышенная температура окружающего воздуха, свыше 28 °С, наличие рентгеновского излучения). Наряду с интенсивностно-временными параметрами воздействия имеют значение режимы модуляции (амплитудный, частотный или смешанный) и условия облучения. Установлено, что относительная биологическая активность импульсных излучений выше непрерывных.
Нормирование ЭМИ радиочастотного диапазона проводится по ГОСТ 12.1.006—84 и Санитарным правилам и норам СанПиН 1732.2.4/2.1.8.055—96. В основу гигиенического нормирования положен принцип действующей дозы, учитывающей энергетическую нагрузку.
В диапазоне частот 60 кГц – 300 МГц интенсивность электромагнитного поля выражается предельно допустимой напряженностью электрического (Е) и магнитного (Н) полей. Предельно допустимые значения Е и Н в диапазоне частот 60 кГц – 300 МГц на рабочих местах персонала устанавливают исходя из допустимой энергетической нагрузки и времени .
В диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц интенсивность ЭМИ характеризуется плотностью потока энергии (ППЭ); энергетическая нагрузка представляет собой произведение плотности потока энергии поля на время его воздействия.
Предельно допустимые значения ППЭ электромагнитного поля:
ППЭпд = k ЭНппэ/Т
где к — коэффициент ослабления биологической эффективности, рав-ный: 1 — для всех случаев воздействия, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн; 10 — для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн; ЭНппэ — предельно допусти­ая энергетическая нагрузка, равная 2 Вт *ч/м; Т—время пребывания в зоне облучения за рабочую смену (час). Во всех случаях максимальное значение ППЭпд не должно превы­шать 10 Вт/м2. Установлены предельно допустимые уровни ЭМИ, создаваемого телевизионными установками в диапазоне частот 48,4 – 300 МГц (СанПиН 42-128-4262—87).4
Инфракрасное излучение (ИК) — часть электромагнитного спектра длиной волны Х = 780 нм – 1ООО мкм, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект. С учетом особенностей биологического действия ИК-диапазон спектра подразделяют три области: ИК-А (780 – 1400 нм), ИК-В (1400 – 3000 нм) и ИК-С (3000 нм – 1000 мкм). Наиболее активно коротковолновое ИК-излучение, так как оно обладает наибольшей энергией фотонов, способно глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях. Например, интенсивность 70 Вт/м2 при длине волны X = 1500 нм уже дает повреждающий эффект вследствие специфического воздействия лучистой теплоты (в отличие от конвекционной) на структурные элементы клеток тканей, на белковые молекулы с образованием биологически активных веществ.
Нормирование ИК-излучения осуществляется по интенсивности допустимых интегральных потоков излучения с учетом спектрального состава, размера облучаемой площади, защитных свойств спецодежды для продолжительности действия более 50 % смены в соответствии с ГОСТ 12.1.005—88 и Санитарными правилами и нормами СН 2.2.4.548—96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».
Ультрафиолетовое излучение (УФИ) — спектр электромагнитных колебаний с длиной волны 200 – 400 нм. По биологическому эффекту выделяют три области УФИ: УФА—с длиной волны 400 – 280 нм, отличается сравнительно слабым биологическим действием; УФБ — с длиной волны 315 – 280 нм, обладает выраженным загарным и антирахитическим действием; УФС —с длиной волны 280 – 200 нм, активно действует на тканевые белки и липиды, обладая выраженным бактерицидным действием.
Гигиеническое нормирование УФИ в производственных помещениях осуществляется по СН 4557—88, которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волн при условии защиты органов зрения и кожи. Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при незащищенных участках поверхности кожи не более 0,2 м2 (лицо, шея, кисти рук и др.) общей продолжительностью воздействия излучения 50% рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должно превышать 10 Вт/м2 для области УФА и 0,01 Вт/м2 — ля области УФВ. Излучение в области УФС при указанной продолжительности не допускается.
При использовании специальной одежды и средств защиты лица и рук, не пропускающих излучение (спилка, кожи, тканей с пленочным покрытием и т. п.), допустимая интенсивность облучения в области УФВ + УФС (200 – 315 нм) не должна превышать 1 Вт/м2.5
При нормировании лазерного излучения (ЛИ) устанавливают предельно допустимые уровни ЛИ для двух условий облучения — однократного и хронического, для трех диапазонов длин волн: 180 – 300 нм, 380 – 1400 нм, 1400 – 100 000 нм. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция Н и облученность Е.
Гигиеническая регламентация ЛИ производится по Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуатации лазеров — СН 5804— 91. Нормируются также энергия W и мощность Р излучения, прошедшего через указанные ограничивающие апертуры. ПДУ лазерного излучения существенно различаются в зависимости от длины волны, длительности одиночного импульса, частоты следования импульсов; установлены раздельные ПДУ при воздействии на глаза и кожу.
В зависимости от выходной энергии (мощности) и ПДУ при однократном воздействии генерируемого излучения по степени опас­ости лазеры разделяют на четыре класса. К лазерам I класса относят полностью безопасные лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности при облучении глаз и кожи. У лазеров II класса выходное излучение представляет опасность при облучении кожи или глаз человека коллимированным пучком (пучком, заключенным в ограниченном телесном угле); диффузно отраженное их излучение безопасно как для кожи, так и для глаз.
3. ЗАЩИТА окружающей среды ОТ ВОЗДЕЙСТВИя электромагнитного излучения
В 1990 году Международная организация труда (МОТ) совместно с Федерацией специалистов по охране труда и промышленной гигиене (ИФАС) приняла самые жесткие требования предельно допустимого уровня (ПДУ) электромагнитного излучения. В настоящее время считается, что опасными для челове­ка являются поля сильнее 0,2 микротесла (мкТс).6
К ряду общих правил защиты от воздействия электромагнитного излучения относятся следующие:
Защита временем: как можно меньше находиться в зоне ЭМИ.
Защита расстоянием: чем дальше от источника ЭМИ, тем меньше выражено его действие.
Экранирование значительно снижает интенсивность излучения (радиопоглощающие покрытия, отражающие или понижающие экраны).
Предупреждение, ранняя диагностика: медицинские осмотры при поступлении на работу и периодические профилактические осмотры.
Средства индивидуальной защиты: защитные очки, шлемы, щитки, комбинезоны.
Ученые предлагают создать искусственную электромагнитную среду обитания для человека (группы людей), моделирующую естественное поведение магнитного поля Земли.
Эпидемиологические исследования показывают, что возможна корреляционная связь между воздействием ЭМП крайне низких частот от линий электропередач и возросшим риском развития лейкемии у детей при индукции МП порядка 0,3 — 0,4 мкТл и выше. Такой временный подход может найти признание среди населения, в общественных и политических кругах, пока ученые будут работать над получением более точной информации о последствиях воздействия ЭМП для здоровья населения.
Стратегии, способствующие предупреждению, были разработаны Всемирной организацией здравоохранения, а также адаптированы для Российской Федерации Национальным комитетом по защите от неионизирующего излучения.
Этой стратегией предусматриваются прежде всего принципы предупреждения (предостережения) и благоразумного избегания электромагнитного переоблучения.
Принцип предупреждения — это стратегия управления риском, применяемая в условиях большей степени научных сомнений, отражающая необходимость принимать, какие-либо меры для предотвращения возможного серьезного риска, не дожидаясь результатов научных исследований. Этот принцип предполагает, что предпринимаются меры для избегания вреда, даже если имеется большая уверенность, что он не наступит.
Важно, чтобы меры, основанные на принципе предупреждения, были пропорциональны риску (или воздействию), который нужно ограничить или исключить. Эти меры должны также включать оценку выгоды (преимущества/недостатки) с уче­том уменьшения любого риска до уровня, приемлемого для всех заинтересованных сторон. Принцип избегания означает принятие про­стых, легко достижимых и недорогих мер для уменьшения воздействия ЭМП, даже в отсутствие видимого риска.7
Этот принцип был принят в Австралии, Шве­ции и некоторых штатах СЩА. Шведское правительство поддержало принцип благоразумного избежания, определенный как меры, направленные на уменьшение воздействия ЭМП крайне низких частот в новостройках и электрическом оборудовании без причинения неудобств и больших затрат. В инструкции шведских органов местной власти сказано, что если меры, в общем уменьшающие воздействие МП, могут быть организованы в пределах разумных расходов и с разумными последствиями во всех отношениях, то должны быть приложены усилия к радикальному уменьшению воздействия МП. В своих рекомендациях конгрессу США Национальный институт наук о здоровье окружающей среды отметил, что энергетическая промышленность продолжает практику расположения линий электропередач так, чтобы понизить уровень воздействия излучения, и продолжает вести исследо­вания способов, чтобы уменьшить создание МП вокруг линий высоковольтных передач без появления угрозы здоровью. Поощряются технологии, снижающие воздействие излучения от линий электропередач, находящихся по соседству с жилым» зданиями, яри условии, что это не увеличивает другие риски, например, такие как случайная гибель от удара электрическим током и возникновение пожара.
Чрезвычайно важнее положение - это то, что полное исключение ЭМП из среды-окружения человека не представляется возможным, принимая во внима­ние огромные преимущества этого вида излучения для уровня жизни и здоровья населения. Выполнить принцип благоразумного избегания могут как физические лица, так и правительственные структуры, конкретные производители и предприятия.
Физические лица, обеспокоенные воздействием ЭМП на здоровье, могут уменьшить по своему желанию степень своей подверженности ЭМП. В данном случае принятие любых мер, которые эти люди считают соответствующими в определенной сиуа­ции, проводится под их индивидуальной ответственностью. В качестве примеров можно назвать перестановку электрического оборудования у кровати, передвижение детской кроватки от боковой стенки телевизора, не включение электрогриля за обеденным столом, нахождение не ближе 1 м от экрана телевизора. Люди, владеющие сотовым телефоном, могут сократить время разговора до 1 мин, исключить использование телефона детьми, беременными женщинами.
Органы власти на всех уровнях также могут принять меры к уменьшению уровня ЭМП, конечно, при условии, что стоимость уменьшения излучения ЭМП будет разумной. Стратегия предупреждения может найти свою реализацию в выпуске новых более защищенных приборов и оборудования. Разум­ным можно считать требование к предприятиям использовать "лучшие инженерные разработки" для поддержания низких уровней излучения ЭМП, а также предоставление возможности населению участвовать в выборе места основных источников излучения ЭМП, таких как базовые станции мобильной связи.
Предприятия электроэнергетики, желающие применять политику предупреждения, например, могут провести, где возможно, новые линии высоковольтных передач вдали от заселенных районов, создать новые провода для линий электропередач, чтобы минимизировать воздействие полей для про­живающего по близости населения, разместить трансформаторы в новых зданиях в местах с минимальным воздействием ЭМП на людей, проверить, чтобы проводка в новых домах была проведена и заземлена так, чтобы минимизировать воздействие излучения ЭМП и др.
Уровень излучения в диапазоне радиочастот возле базовых станций очень мал. Базовые станции не нуждаются в дополнительных мерах предосторожности, за исключением требования, чтобы оборудование работало на минимальных уровнях, достаточных для качественной работы, и ее установка и функционирование должны находиться под контролем ГСЭН. Однако возможность расположения новых базовых станций и мачт подальше от районов с неблагоприятной экологической обстановкой, от детских учреждений всегда будет оправдана.
Еще один аспект проблемы — своевременная информация населения. За последние 10 лет много новых технологий вошло в нашу повседневную жизнь, часто без соответствующей информации о самой технологии и ее возможных биоэффектах. Такое отсутствие информации повлекло рост обеспокоенности людей, чувствующих, что новые технологии были им навязаны. Люди, страдающие от заболеваний, порожденных неизвестными причинами, часто винят в своих бедах ЭМП и соответствующих производителей. Появляются технологии и приспособления, которые увеличивают вероятность облучения людей ЭМП. Следовательно, очень важно информировать население о возможностях ЭМП и его любых последствиях для здоровья, о предпринимаемых мерах профилактики и защиты. Это, по нашему мнению, является задачей всех структур и средств информации. Таким образом, весь комплекс мероприятий, связанный с реализацией предупредительного принципа, может значительно снизить опасность для населения от "загрязнения" ЭМП окружающей среды.
3.1. Обобщенное защитное устройство и методы защиты
При решении задач защиты выделяют источник, приемник энергии и защитное устройство, которое уменьшает до допустимых уровней поток энергии к приемнику.
В общем случае защитное устройство (ЗУ) обладает способностями: отражать, поглощать, быть прозрачным по отношению к потоку энер­гии. Пусть из общего потока энергии W, поступающего к ЗУ (рис. 1), часть W поглощается, часть W отражается и часть W проходит сквозь ЗУ.
Рис. 1. Энергетический баланс защитного устройства
В соответствии с изложенным можно выделить следующие принципы защиты:
1) принцип, при котором защита осуществляется за счет отражательной способности ЗУ;