ПРАКТИЧНА РОБОТА 7НОРМУВАННЯ ВПЛИВІВ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ РАДІОЧАСТОТНОГО ДІАПАЗОНУ
Мета роботи: Освоєння методики визначення відповідності санітарно-гігієнічним нормам роботи джерел електромагнітного випромінювання
Основні теоретичні положення
У зв’язку з інтенсивним розвитком радіозв’язку, телесистем, масовим застосуванням у побуті електро- та електронних приладів, у тому числі комп’ютерів, загострилася проблема взаємодії людини з електромагнітними полями (ЕМП) техногенного характеру. Постійне зростання електромагнітної енергії в навколишньому природному середовищі викликає збільшення напруженості ЕМП, які утворюють техногенні джерела. Під електромагнітним забрудненням мають на увазі стан електромагнітної обстановки, яка характеризується наявністю в атмосфері ЕПМ підвищеної інтенсивності, які утворюють техногенні і природні джерела випромінювання неіонізуючою частиною електромагнітного спектра. Електромагнітні поля можуть викликати біологічні та функціональні несприятливі ефекти впливу на особливості організму. Функціональні ефекти проявляються у передчасній втомлюваності, частих болях голови, погіршенні сну, порушенні функцій серцево-судинної та центральної нервової систем. Тривалий та інтенсивний вплив ЕМП призводить до стійких порушень та захворювань. Біологічні несприятливі ефекти впливу ЕМП виявляються у тепловій та нетепловій діях. Теплова дія призводить до підвищення температури тіла та місцевого вибіркового нагрівання органів та тканин організму внаслідок переходу електромагнітної енергії в теплову. Таке нагрівання особливо небезпечне для органів із слабкою терморегуляцією (головний мозок, очі, нирки, шлунок тощо). Наприклад, випромінювання сантиметрового діапазону призводить до появи катаракти, тобто до поступової втрати зору. Механізми та особливості нетеплової дії ЕМП радіочастотного діапазону до кінця ще не з'ясовані. Електромагнітні поля антропогенного походження також не залишають без уваги впливи на екосистеми. Наприклад, ЛЕП викликають низку екологічних проблем. Спеціальні дослідження показали, що найперспективнішими з технологічних міркувань є лінії надвисокої та ультрависокої напруги (750-1150 кВ), які з екологічної точки зору є надзвичайно небезпечними. Навколо них утворюються потужні електромагнітні поля, які негативно впливають на людину, порушують природну міграцію тварин, процеси росту рослин тощо. Підготовка трас для ЛЕП, вирубування просік, встановлення опор, монтаж провідників та іншого експлуатаційного обладнання і подальша експлуатація ЛЕП зумовлюють відповідну реакцію з боку екосистеми. Вирубування лісу призводить до значної перебудови всього комплексу кліматичних факторів: на просіках збільшується швидкість вітру, змінюються температура та вологість повітря, влітку різко посилюється інтенсивність випаровування вологи з поверхні ґрунту та трав'яного покриву, що викликає пересихання поверхневих шарів ґрунту, а взимку на просіках накопичується надмірна кількість вологи, що сприяє вегетації рослин навесні. Розморожування та відтаювання ґрунту на просіках відбувається на 7-30 днів раніше, ніж у лісі. Це призводить до виникнення ерозійних процесів. Утворення просік супроводжується також значними змінами тваринного компонента екосистем: спостерігається зникнення видів, що мешкають у кронах дерев: змінюється видовий склад, чисельність та різноманіття птахів тощо. Без сумніву ЛЕП впливають і на стан здоров'я людей, зростання міст до мегаполісів наближує ЛЕП до новобудов. Допустимі норми електричного поля не повинні перевищувати 1кВ·м-1; для нього необхідно віддаляти опори ЛЕП на 30-40 м від житлових будівель. Електротранспорт, радіолокаційні та побутові прилади є джерелами електромагнітних полів, ділянки надвисокочастотного діапазону використовуються для радіозв'язку, у тому числі радіолокаційного. У цьому діапазоні працюють практично всі військові радіолокатори (радари). Доведено, що характер дії випромінювання багатьох радарів за своїми характеристиками наближаються до легкопроникного радіаційного випромінювання. При тривалих опромінюваннях починається порушення дії імунного механізму. Функціональні порушення, викликані ЕМП, здатні акумулюватися в організмі людини, але є зворотними, якщо значно зменшити вплив опромінювання. Аналізуючи вищенаведене, потрібно зробити висновок, що вплив електромагнітних полів на організм людини та об'єкти довкілля потрібно нормувати за їх впливом.
Нормування електромагнітного забруднення Характер дії ЕПМ на людину визначається дозовими критеріями. До них належать питома поглинаюча потужність (ППП) – поглинута одиницею маси людини енергія, яка визначається у Вт/кг або мВт/кг. Ступінь впливу електромагнітних полів на організм людини залежить від її діапазону частот, інтенсивності та тривалості дії, характеру випромінювання (неперервного або модульованого), режиму опромінювання, розміру поверхні тіла, що зазнає опромінювання, індивідуальних особливостей організму. Простір навколо джерела ЕМП умовно поділяють на ближню зону (зону індукції) та дальню зону (зону випромінювання). Для оцінки ЕМП у цих зонах використовують різні підходи. Ближня зона охоплює простір навколо джерела ЕМП, що має радіус, який приблизно дорівнює 0, 17 довжини хвилі. У цій зоні електромагнітна хвиля ще не сформована, тому інтенсивність ЕМП оцінюється окремо напруженістю магнітної та електричної складової поля (у більшій мірі несприятлива дія ЕМП в цій зоні обумовлена електричною складовою). У ближній зоні, зазвичай, розташовані робочі місця, на яких наявні джерела електромагнітних випромінювань з довжиною хвилі меншою, ніж 1 м (УВЧ, НВЧ, НЗВЧ). Інші об'єкти впливу розміщені практично завжди у дальній зоні, у якій електромагнітна хвиля вже сформувалася. У цій зоні ЕМП оцінюється за кількістю енергії (потужністю), що переноситься хвилею у напрямку свого поширення. Для кількісної оцінки цієї енергії застосовують значення поверхневої густини потоку енергії, що визначається у Вт·м-2. При роботі декількох джерел випромінювання, що працюють у різних діапазонах джерел випромінювання рівні ЕПМ, що опромінюють населення повинні відповідати вимозі:
де Еі , Егдр – напруженість поля, яке утворює кожне І-те джерело діапазону 30 кГц – 300 МГц і ГДР напруженості поля для діапазону, в якому працює і-те джерело відповідно; Рj, Ргдр – густина потоку енергії, яке створюється кожним j – тим джерелом діапазону 300МГц – 300ГГц і ГДР густини потоку енергії для режиму, в якому працює j –те джерело відповідно. У таблиці наведені гранично допустимі рівні електромагнітного випромінювання для населення. Таблиця 14 – Гранично допустимі рівні електромагнітного випромінювання радіочастот для населення
Приклади проведення розрахунків Задача 1. Визначити відповідність санітарно-гігієнічним нормам роботу джерел електромагнітного випромінювання, що працюють одночасно в різних діапазонах частот. Вихідні умови: радіочастоти 100 кГц та 10 МГц з напруженістю поля відповідно 18В/м та 12 В/м та сотового телефону з густиною потоку енергії 14 мкВт/см2. Гранично допустимі рівні електромагнітного опромінювання в зазначених діапазонах становлять відповідно: 25 В/м. 10 В/м та 10мкВт/см2. Розв’язок. Відповідно до формули 1 та таблиці проводимо розрахунок 18/25 + 12/10 + 14/10 = 3, 32. Висновок. Робота зазначених джерелелектромагнітного поля не відповідає санітарно-гігієнічним вимогам.
Задача 2. Визначити відповідність санітарно-гігієнічним нормам перебування людини в зоні одночасної дії джерел електромагнітного випромінювання, які працюють на різних частотах: γ 1 = 200 кГц, γ 2 = 250 кГц, γ 3 = 250 МГц. Напруженість поля в даній точці від роботи джерел становить відповідно: Е1 = 9 В/м, Е2 = 11 В/м, Е3 = 0, 5 В/м. Гранично допустимі рівні електромагнітного опромінювання на зазначених частотах становлять відповідно: 25 В/м, 25 В/м та 3 В/м. Розв’язок. Аналогічно розраховуємо суму питомих значень напруженості ЕМП: 9/25 + 11/25 + 0, 5/3 = 0, 36 + 0, 44 + 0, 17 = 0, 97.
Висновок. Робота зазначених джерелелектромагнітного поля відповідає санітарно-гігієнічним вимогам.
Контрольні питання для самоперевірки 1. Що являють собою електромагнітні поля та які причини їх виникнення? 2. Назвіть джерела електромагнітних полів антропогенного походження. 3. Від чого залежить ступінь впливу електромагнітного поля на людину? 4. Як поділяється простір навколо джерел електромагнітного поля? 5. Які основні параметри складових електромагнітного поля? Наведіть показники гранично допустимих рівнів складових електромагнітного поля на робочих місцях і для населення. 6. Від чого залежить гранично допустимі рівні електромагнітного поля промислової частоти? 7. Яка умова відповідності зони дії джерел електромагнітного поля санітарно-гігієнічним нормам?
|
(1)
