Охорона праці в авіації - Буріченко Л.А. - 11.2. Вплив електромагнітних полів на організм людини

11.1. Загальні відомості про електромагнітні поля

В основу класифікації електромагнітних випромінювань покладено принцип дії випромінювання на організм залежно від їхнього частотного діапазону (табл. 11.1). З цієї таблиці видно, що визначні досягнення науки і техніки дозволили людині застосовувати електромагнітні випромінювання в широкому діапазоні частот.

Крім електромагнітних випромінювань радіочастот (радіохвилі), все ширше впроваджується лазерне випромінювання (оптичний діапазон). Наприклад, газові оптичні квантові генератори працюють в межах 2*10²⁰-3*10¹² Гц, тобто від ультрафіолетового до інфрачервоного випромінювання.

Розвиток радіотехніки дозволив освоїти таке короткохвильове випромінювання, як рентгенівське, що є іонізуючим і тому становить особливу небезпеку для людини.

Експлуатація і ремонт установок з генераторами електромагнітної енергії пов'язані з можливістю дії електромагнітних полів на обслуговуючий персонал, а також працівників інших об'єктів, які знаходяться в зоні випромінювання направлених антен радіолокаційних станцій (РЛС).

Захист від гамма-випромінювання (оптичний діапазон) - одна з проблем охорони праці.

Таблиця 11.1

Класифікація електромагнітних випромінювань

На робочих місцях інтенсивність електромагнітного поля залежить від потужності джерела випромінювання і його відстані до робочого МІСЦЯ.

Небезпека дії електромагнітних полів посилюється тим, що вони невидимі, а їхня дія не виявляється органами чуття. Наприклад, тепловий ефект під час дії радіохвиль буде тим більшим, чим довша хвиля, що, в свою чергу, викликається глибиною проникнення її в організм людини. Установлено, що енергія проникає в організм людини на глибину 0,1 X (де X - довжина хвилі). При X — 3 см (НВЧ-діапазон) проникнення енергії відбудеться на глибину 3 мм. Такий поверхневий нагрів не викличе спрацювання захисного механізму людини — терморегуляції. Це одна з причин, що породжує зневажливе відношення працівників до небезпеки опромінення. Іншою причиною такого відношення є недооцінка або незнання міри шкідливої дії електромагнітних полів на органом людини. У зв'язку з цим є необхідним вивчення небезпеки і засобів захисту від електромагнітних полів радіочастот при експлуатації та ремонті радіозасобів.

11.2. Вплив електромагнітних полів на організм людини

Ступінь впливу електромагнітних полів (ЕМП) на організм людини залежить передусім від інтенсивності поля, його характеру, діапазону частот і тривалості перебування в зоні його дії (опромінювання).

Як уже зазначалося, ЕМП характеризуються довжиною хвилі

Електромагнітне поле характеризується також напруженістю електричного і магнітного полів. Напруженість електричного Е і магнітного Н полів - векторні величини. Вони визначаються так:

У джерелі електромагнітного випромінювання на відстані біля 1/6 довжини хвилі переважають поля індукції, і цю зону прийнято називати зоною індукції, а за її межами переважають поля випромінювання. Цей простір вважається зоною опромінювання. Коли робоче місце розташоване в зоні індукції, працівник зазнаватиме дії електричного і магнітного полів, що періодично змінюються, і їхня інтенсивність буде визначатися відповідно значеннями Е і Н. У зоні індукції між значеннями Е і Н існує довільне співвідношення залежно від виду електромагнітного випромінювання. Під час індукційних робіт (нагрів, гартування та ін.) переважає магнітна складова, в установках діелектричного нагріву (плавка пластмас, зварювання пластиків) - електрична складова ЕМП.

Зона індукції (зона формування) пролягає на відстань .

Зона випромінювання (хвиляста зона) пролягає на відстань г . У хвильовій зоні існує співвідношення .

З полем антени пов'язані поняття "ближня" і "дальня" зони. Ближня зона (Френеля) пролягає на відстань 1-3 діаметрів антени. Далека зона (Фраунгофера) - зона формування. Для всенаправленого випромінювання ближня зона збігається із зоною індукції . Для направлених дзеркальних антен границя ближньої зони визначається відстанню

Очевидно, що для установок НЧ, СЧ, ВЧ, ДВЧ, УВЧ робоча зона потрапляє в зону індукції, а для установок НВЧ - у зону опромінювання.

Інтенсивність ЕМП в зоні опромінювання оцінюється за густиною потоку енергії (ГПЕ), що характеризується кількістю енергії, яка проходить за 1 с крізь 1 м² поверхні, перпендикулярної до напрямку поширення хвилі, і виражається у ватах на квадратний

мета гВт/иАт

коефіцієнт о-ант визначається залежно від геометричних розмірів випромінювача О в метрах (для всенаправленого випромінювача):

де w — нормоване значення допустимого енергетичного навантаження на організм; t — час перебування в зоні опромінювання.

Для всіх випадків, за винятком опромінювання від обертових і скануючих антен, w = 2 Вт*год/м² або 200 мкВт*год/см². При опромінюванні від обертових і скануючих антен w — 20 Вт*год/м² або 2000 мкВт*год/см².

У зоні аеропорту його працівники (незалежно від категорій) зазнають дії НВЧ опромінювання від радіолокаційних і радіонавігаційних приладів. Причому ступінь такої дії визначається багатьма чинниками. Крім відстані до джерела випромінювання та його характеристик, велике значення мають також різні варіанти розміщення головного променя над землею.

Вираз (11.1) справедливий для точок, розміщених на осі головного променя діаграми направленості. При зміні відстані від точки на поверхні землі до умовної лінії осі діаграми направленості густина потоку енергії в цій точці може змінюватися у широкому діапазоні.

Наприклад, для РЛС з імпульсною потужністю 500 кВт, тривалістю імпульса 2,5 мкс, частотою повторювання 400 Гц і довжиною хвилі б см густина потоку енергії на відстані 400 м від РЛС на рівні другого поверху будівлі дорівнює 214 мкВт/см².

Залежно від частоти генератора людина може перебувати або в зоні індукції під час роботи з УВЧ чи ВЧ генераторами, або в зоні опромінювання під час роботи з НВЧ генераторами (зона індукції до 16 см). Високочастотне випромінювання викликає в організмі людини гальмування умовних та безумовних рефлексів, падіння кров'яного тиску, зниження частоти пульсу. Постійна дія опромінювання може призвести до стійких функціональних змін в нервовій і серцево-судинній системах.

При попаданні людини в зону опромінювання енергія ЕМП частково поглинається її тілом. Під дією ВЧ полів у тканинах тіла виникають високочастотні струми, що супроводжуються тепловим ефектом. Електромагнітні поля при тривалій дії можуть викликати підвищену втомлюваність, роздратування, головний біль, порушення сну, зниження кров'яного тиску, зміну температури тіла та інші явища, які пов'язані з розладом центральної нервової і серцево-судинної систем. Поля НВЧ, особливо сантиметрового і міліметрового діапазонів хвиль, крім того, викликають зміни у крові, помутніння кришталика (катаракта), погіршення нюху, а в окремих випадках спостерігається випадання волосся, ламкість нігтів тощо.

Функціональні порушення, викликані дією ЕМП, після припинення опромінювання - зворотні. При цьому слід враховувати, що зворотність функціональних зрушень не безмежна. Вона визначається інтенсивністю опромінювання, тривалістю дії, а також індивідуальними особливостями організму. Тому профілактика професійних захворювань має передбачати поряд з розробкою технічних засобів захисту організаційні заходи.

Для попередження професійних захворювань установлюють допустимі санітарні норми опромінювання на робочих місцях, проводять попередні й періодичні медичні огляди осіб, що працюють з генераторами ЕМП радіочастот.

Граничнодопустимі значення напруженості й густини потоку енергії ЕМП радіочастот визначаються ГОСТ 12.1.006-84 Електромагнітні поля радіочастот. Допустимі рівні на робочих місцях і вимоги до проведення контролю.

Інтенсивність ЕМП радіочастот в діапазоні 60 кГц...300 МГц оцінюється електричною Е або магнітною Н напруженостями, а в діапазоні 300 МГц...3000 ГТц — граничнодопустимою густиною потоку енергії.

Граничнодопустима напруженість ЕМП на робочих місцях і в місцях можливого знаходження персоналу не повинна перевищувати протягом робочого дня: за електричною складовою Е = 50 В/м - для частот 60 кГц...З МГц; Е = 30 В/м - для 3...30 МГц; Е = 10 В/м - для 30...300 МГц; за магнітною складовою Н = 5 А/м - для частот 60 кГц...3 МГц; Н = 0,3 А/м - для 30...50 МГц. Нормування густини потоку енергії ЕМП в діапазоні частот 300 МГц...300 ГТц залежить від декількох чинників: часу перебування персоналу на робочих місцях і в місцях можливого знаходження персоналу, пов'язаного з дією ЕМП; типу антен (стаціонарні нерухомі й скануючі або обертаючі); наявності рентгенівського випромінювання і високої температури в приміщенні (вище 28°С).

Граничну густину потоку енергії ЕМП радіочастот 300 МГц...300 ГТц на робочих місцях і в місцях можливого знаходження персоналу, пов'язаного з дією ЕМП, установлюють виходячи з допустимого значення енергетичного навантаження на організм і часу перебування в зоні опромінювання. Однак у всіх випадках вона не повинна перевищувати 1000 мкВт/см2, а при наявності рентгенівського випромінювання або високої температури повітря в робочих приміщеннях (понад 28°С) - 100 мкВт/см2. Доза рентгенівського опромінювання персоналу не повинна перевищувати значень, установлених нормами радіаційної безпеки.