Электромагнитные поля и излучения

Все живые существа, населяющие нашу планету, в том числе и человек, развиваются в условиях постоянного воздействия различных электромагнитных полей. Еще до конца не выяснена роль электромагнитных излучений в жизни живых существ, населяющих планету Земля. Но, поскольку эволюционное развитие шло по восходящей линии, несомненно, что в условиях естественного фона обеспечиваются оптимальные условия для жизнедеятельности растений, животных и человека.

Электромагнитные поля естественного происхождения являются постоянно действующим физическим фактором окружающей среды, необходимым для возникновения и существования жизни на нашей планете. Естественными источниками электромагнитных полей являются: атмосферное электричество, радиоизлучения солнца и галактик, квазистатические электрические и магнитные поля земли. В условиях дефицита естественных электромагнитных полей возникает дисбаланс основных нервных процессов в виде преобладания торможения, дистонии мозговых сосудов, развития изменений со стороны сердечно-сосудистой, иммунной и других систем.

Научно-технический прогресс сопровождается расширением сферы промышленного и бытового применения источников электрического тока, электрических, магнитных и электромагнитных полей различных частотных диапазонов. Искусственными источниками на производстве являются индукторы, конденсаторы термических установок с ламповыми генераторами, мощность которых обычно лежит в пределах 8...200 кВт; фидерные линии, соединяющие отдельные части генераторов, трансформаторы, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов, открытые концы волноводов, генераторы сверхвысоких частот, различные электронные приборы и т. п.

Линии электропередач (ЛЭП), открытые распределительные устройства, включающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные, соединительные шины и вспомогательные устройства являются источниками электромагнитных полей промышленной частоты. При работе с легкоэлектризующимися материалами и изделиями, электроннолучевыми трубками, при эксплуатации установок высоковольтных, постоянного тока образуются электростатические поля.

С каждым годом расширяется использование радиотелефонов, работающих в диапазоне частот 880...960 МГц или 1710...1880 МГц. Огромное количество различных электронных приборов, являющихся источниками электромагнитных полей широкого диапазона частот, используется в быту: компьютеры, микроволновые печи, различные средства отображения информации на базе электроннолучевых трубок и т. д.

Источниками постоянных магнитных полей являются электромагниты, соленоиды, импульсные установки полупериодного или конденсаторного типа, литые и металлокерамические магниты.

Спектр электромагнитных колебаний по частоте охватывает свыше 20 порядков, от 5 · 10³ до 10²¹ Гц. В зависимости от энергии фотонов его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений.

Классификация неионизирующих излучений, принятая в гигиенической практике, приведена в табл. 1.

Таблица 1

Классификация неионизирующих излучений

Показатель	Статическое поле		Электромагнитное излучение радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)
Диапазон частот	-	-	50 Гц	св. 10 кГц до 30 кГц	св. 30 кГц до 3,0 МГц	св. 3 МГц до 30 МГц	св. 30 МГц до 50 МГц	св. 50 МГц до 300 МГц	св. 300 МГц до 300 ГГц
Длина волны	-	-	-	30 км < λ < 10 км	100 м< λ < 10 км	10 м < λ < 100 м	6 м < λ < 10 м	1 м < λ < 6 м	1 мм < λ < 1 м

1 – электрическое поле

2 – магнитное поле

3 – электромагнитное поле промышленной частоты

Интенсивность воздействия электрического (ЭП), магнитного (МП) и электромагнитного (ЭМП) полей зависит от мощности источника, режима его работы, конструктивных особенностей излучающего устройства, технического состояния аппаратуры, а также от расположения рабочего места и эффективности защитных мероприятий.

Воздействие ЭП, МП, ЭМП может носить характер

· изолированного (от одного источника),

· сочетанного (от двух и более источников одного частотного диапазонов),

· смешанного (от двух и более источников ЭМП различных частотных диапазонов),

· комбинированного (в случае одновременного действия какого-либо другого неблагоприятного фактора).

Воздействие может быть постоянным и прерывистым. Типичным случаем прерывистого воздействия является облучение от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (от вращающихся и сканирующих антенн РЛС). Воздействию может подвергаться все тело (общее облучение) или части тела (локальное или местное облучение).

В зависимости от отношения облучаемого лица к источнику облучения принято различать четыре вида воздействия:

· профессиональное,

· непрофессиональное,

· облучение в быту,

· облучение, осуществляемое в лечебных целях.

В лечебных целях используются статическое электричество (франклинизация), постоянный ток (гальванизация и ионофорез), переменный ток низкой частоты (фарадизация), переменный ток высокой частоты и высокого напряжения (дарсонвализация), переменный ток высокой частоты и невысокого напряжения (диатермия), постоянное магнитное поле, магнитное поле высокой частоты (коротковолновая диатермия), электрическое поле ультравысокой частоты (УВЧ-терапия). Применение в лечебных целях различных видов электричества и электромагнитных полей основано на использовании вызываемых ими в организме рефлекторных актов. Рефлекторно соответствующее изменение функции ряда органов приводит к улучшению их кровоснабжения, питания и тем самым ускоряет восстановительные процессы в пораженных тканях.

Для условий профессионального воздействия характерно многообразие режимов генерации и вариантов воздействия. В частности, для ЭМП — это облучение в ближней зоне (зоне индукции), общее или местное облучение.

Для условий непрофессионального облучения типичным является общее облучение. Ему подвергаются специалисты самого различного профиля, работающие в зоне действия мощных радиотехнических систем, в первую очередь радиолокационных станций.

Электростатические поле (ЭСП)

ЭСП полностью характеризуется напряженностью электрического поля Е, т. е. силой, действующей на помещенный в такое поле покоящийся единичный заряд. В Международной системе единиц (СИ) напряженность электрического поля имеет размерность вольт на метр (В/м). Напряженность электрического поля от точечного заряда Q на расстоянии R

E=1:4πε₀ ·Q: εR²=8,984·10⁹· Q: εR²

где ε₀ — электрическая постоянная, Ф/м (раньше ε₀ называли диэлектрической проницаемостью вакуума);

ε₀ = 8,8542·10^-12,

ε — диэлектрическая проницаемость, характеризующая влияние среды

Постоянное магнитное поле (ПМП)

ПМП характеризуется напряженностью магнитного поля Н. В Международной системе единиц (СИ) напряженность магнитного поля имеет размерность ампер на метр (А/м). Напряженность магнитного поля Н связана с индукцией магнитного поля В соотношением:

Н = В:μ₀· μ

где μ₀ — магнитная постоянная, Гн/м (раньше μ₀ называли магнитной проницаемостью вакуума); μ₀ = 4π·10^-7; μ — магнитная проницаемость, характеризующая влияние среды.

Единица магнитной индукции В в международной системе единиц (СИ) носит название тесла (Тл), при этом в воздухе 1 А/м ~ 1,25 мкТл, 1 мкТл ~ 0,8 А/м.

Электромагнитное поле (ЭМП)

ЭМП характеризуется непрерывным распределением в пространстве, способностью распространяться со скоростью света, воздействовать на заряженные частицы и токи, вследствие чего энергия поля преобразуется в другие виды энергии. ЭМП является совокупностью двух взаимосвязанных переменных полей — электрического и магнитного, которые характеризуются соответствующими векторами напряженности E (В/м) и Н (А/м).

При определенных условиях электромагнитные, постоянные магнитные и электростатические поля могут оказывать неблагоприятное действие на здоровье человека. Опасность воздействия этих факторов усугубляется тем, что они не обнаруживаются органами чувств. Воздействие электромагнитных полей на человека зависит от напряженностей электрического и магнитного полей, потока энергии, частоты колебаний, наличия сопутствующих факторов, режима облучения, размера облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма. Наряду с пространственно-временными параметрами воздействия имеют значение режимы модуляции (амплитудный, частотный или смешанный) и условия облучения. Установлено, что относительная биологическая активность импульсных излучений выше непрерывных.

Воздействие электростатического поля (ЭСП)

Воздействие ЭСП на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на электрический ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падении с высоты и т. д.

Исследование биологических эффектов показало, что наиболее чувствительны к электростатическому полю центральная нервная система (ЦНС), сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди, работающие в зоне воздействия ЭСП, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и артериального давления.

Дата добавления: 2014-01-06