Электромагнитные излучения

 

Большую часть спектра неионизирующих электромагнитных из­лучений (ЭМИ) составляют радиоволны (3 Гц...3000 ГГц), меньшую часть — колебания оптического диапазона (инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое излучение). 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 герц, от несколь­ких тысяч до 30 МГц, 30 МГц...10 ГГц, 10...200 ГГц и 200...3000 ГГц.

Действующим началом колебаний первого диапазона являются протекающие токи соответствующей частоты через тело как хороший проводник; для второго диапазона характерно быстрое убывание с уменьшением частоты поглощения энергии, а следовательно, и поглощенной мощности; особенностью третьего диапазона является «резонансное» поглощение. У человека такой характер поглощения возникает при действии ЭМИ с частотой, близкой к 70 МГц; для чет­вертого и пятого диапазонов характерно максимальное поглощение энергии поверхностными тканями, преимущественно кожей.

В целом по всему спектру поглощение энергии ЭМИ зависит от частоты колебаний, электрических и магнитных свойств среды. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициент поглоще­ния в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем в тканях с низким содержанием. С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн возрастает; разли­чие диэлектрических свойств тканей приводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро- и микротепловых эффектов со зна­чительным перепадом температур.

В зависимости от места и условий воздействия ЭМИ различают четыре вида облучения: профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту и облучение, осуществляемое в лечебных целях, а по характеру облучения — общее и местное.

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.

Биологические эффекты от воздействия ЭМИ могут проявляться в различной форме: от незначительных функциональных сдвигов до нарушений, свидетельствующих о развитии явной патологии. След­ствием поглощения энергии ЭМИ является тепловой эффект. Избы­точная теплота, выделяющаяся в организме человека, отводится пу­тем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции; начиная с оп­ределенного предела организм не справляется с отводом теплоты от отдельных органов и температура их может повышаться. Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой сис­темой или недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, же­лудок, желчный и мочевой пузырь). Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), причем развитие катаракты яв­ляется одним из немногих специфических поражений, вызываемых ЭМИ радиочастот в диапазоне 300 МГц...300 ГГц при плотности по­тока энергии (ППЭ) свыше 10 мВт/см². Помимо катаракты при воз­действии ЭМИ возможны ожоги роговицы.

Для длительного действия ЭМИ различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств в ЦНС с нерезко выраженны­ми сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появиться головные боли, повышение или пони­жение давления, урежение пульса, изменение проводимости в сер­дечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анали­заторов. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии ЭМИ происходит стойкое снижение работоспособности.

В пределах радиоволнового диапазона доказана наибольшая био­логическая активность микроволнового СВЧ-поля в сравнении с ВЧ и УВЧ.

Острые нарушения при воздействии ЭМИ (аварийные ситуации) сопровождаются сердечно-сосудистыми расстройствами с обморока­ми, резким учащением пульса и снижением артериального давления. В последнее время особое беспокойство у специалистов в области электромагнитной безопасности человека вызывают сотовые телефо­ны и компьютеры, а также разнообразные радиоэлектронные и элек­трические изделия, широко используемые в быту: телевизоры, игро­вые приставки, микроволновые печи, электроплиты, электрочайни­ки, холодильники, электроутюги, электрофены, электробритвы, электромассажеры, электрогрелки, электроодеяла, отопительные электрорадиаторы и другая бытовая техника.

Согласно определению стресса как общего адаптационного син­дрома, вызывающего неспецифические реакции организма, ЭМИ, безусловно, могут быть определены как стрессирующий фактор. Уже при уровнях, превышающих фоновые, но не достигающих ПДУ для соответствующего диапазона частот, отмечаются значимые функ­циональные изменения состояния сердечно-сосудистой и нервной систем, гематологических, иммуноцитохимических показателей, свидетельствующие об адаптационно-компенсаторных процессах в организме, что является проявлением реакции напряжения. Субъек­тивно человеком отмечаются повышенная раздражительность, утом­ляемость, головные боли, расстройства сна, памяти.

Систематическое воздействие на человека ЭМИ с уровнями, пре­вышающими ПДУ, приводит к развитию явлений дезадаптации, что проявляется в виде серьезных изменений в состоянии его здоровья, которые, однако, не имеют специфического характера.

В первую очередь страдают центральная нервная, эндокринная и иммунная системы.

В настоящее время имеются данные, свидетельствующие о том, что ЭМИ следует рассматривать как один из факторов риска в разви­тии раннего атеросклероза, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца и инфаркта миокарда, синдрома депрессии таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, прогрессирующая мышечная атрофия.

Нормирование. Нормирование ЭМИ радиочастотного диапазонапроводится по ГОСТ 12.1.006-84, СанПиН 2.2.4.1191-03 для производственной сре­ды и СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 для условий окружающей среды. В основу гигиенического нормирова­ния положен принцип действующей дозы, учитывающей энергети­ческую.

Согласно ГОСТ 12.1.006-84, напряженность ЭМП в диапазоне частот 60 кГц — 300 МГц на рабочих местах персонала в течение рабочего дня не должна превышать установленных предельно допустимых уровней (ПДУ) по электрической составляющей, В/м:

50 — для частот от 60 кГц до 3 МГц;

20 — для частот свыше 3 МГц до 30 МГц;

10 — для частот свыше 30 МГц до 50 МГц;

5 — для частот свыше 50 МГц и до 300 МГ2;

по магнитной составляющей, А/М.:

5 — для частот от 60 кГц до 1,5 МГц;

0,3 — для частот от 30 МГц до 50 МГц.

В диапазоне частот 60 кГц...300 МГц интенсивность электромаг­нитного поля выражается предельно допустимой напряженностью Е _пдэлектрического и Н _пдмагнитного полей. Помимо напряженности нормируемым значением является предельно допустимая энергети­ческая экспозиция электрического ЭЭ и магнитного полей ЭЭ_Н. Энергетическая нагрузка, создаваемая электрическим полем, равна ЭЭ_Е= Е²Т, магнитным — ЭЭ_Н= Н²Т (где Т— время воздействия, ч).

Предельно допустимые значения Е и Н в диапазоне частот 60 кГц...300 МГц на рабочих местах персонала устанавливают, исходя из допустимой энергетической экспозиции и времени воздействия, и могут быть определены по следующим формулам:

 

где ЭЭ_{Е пд}и ЭЭ_{Н пд}— предельно допустимые значения энергетической экспозиции в течение рабочего дня, (В/м²) ч и (А/м)² ч (табл. 7).

Таблица 7

. Максимальные значения Е _пд, Н _пд, ЭЭ_{Е пд}, ЭЭ_{Н пд}

 

Параметр	Диапазоны частот, МГц
0.03...3	3...30	30...300
Е пд, В/М Н пд , А/М   ЭЭЕ пд , (В/м2) ч   ЭЭН пд ,(А/м)2 ч		-     -	-     -

 

В диапазоне частот 300 МГц...300 ГГц интенсивность ЭМИ характеризуется плотностью потока энергии (ППЭ); энергетическая экс­позиция представляет собой произведение плотности потока энергии поля на время его воздействия ЭЭ_ППЭ= ППЭ Т.

Предельно допустимые значения ППЭ электромагнитного поля

 

ППЭ_пд = k ЭЭ_{ППЭ пд}/ Т

где k — коэффициент ослабления биологической эффективности, равный: 1 — для всех случаев воздействия, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн; 10 — для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн; 12,5 — для случаев локально­го облучения кистей рук (при этом уровни воздействия на другие час­ти тела не должны превышать 10 мкВт/см²); ЭЭ_ППЭпд — предельно до­пустимая энергетическая экспозиция, равная 2 Вт • ч/м; Т — время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч.

Во всех случаях максимальное значение ППЭ_пд не должно превы­шать 10 Вт/м², а при локальном облучении кистей рук —50 Вт/м.

4.5.5. Геомагнитное поле (ГМП)

 

Нормирование и оценка ослабления геомагнитного поля на рабочем месте проводится по СанПиН 2.2.4.1191—03 на основании определения его интенсивности внутри помещения, объекта, технического средства и в открытом простран­стве на территории, прилегающей к месту его расположения с после­дующим расчетом коэффициента ослабления ГПМ, который не дол­жен превышать 2 на рабочих местах в течение смены.