Вредное воздействие электро магнитных полей

Электромагнитные поля и излучения

 

Электромагнитное поле представляет особую форму материи. Всякая электрически заряженная частица окружена электромагнитным полем, составляющим с ней единое целое. Но электромагнитное поле может существовать и в свободном, отделенном от заряженных частиц, состоянии в виде движущихся со скоростью, близкой к 3*10⁸ м/с, фотонов или вообще в виде излученного движущегося с этой скоростью электромагнитного поля (электромагнитных волн).

ЭМ излучениями пронизано все окружающее пространство. Человек является источником ЭМИ слабой интенсивности. В природе существуют естественные (природные) и искусственные (техногенные) источники ЭМП и ЭМИ.

Природные источники ЭМ полей: 1) атмосферное электричество; 2) радиоизлучение Солнца и галактик (реликтовое излучение, равномерно распространенное во Вселенной); 3) Электрическое и магнитное поля Земли (грозы - испускание низких ЭМИ).

Техногенные источники ЭМИ:

1) на производстве - а) устройства для индукционной и диэлектрической обработки различных материалов (печи, плавильни); б) источники для ионизации газов, поддержания разряда при сварке, получения плазмы; в) устройства для сварки и прессования синтетических материалов; г) линии электропередач, особенно высоковольтные; д) распределительные устройства; е) измерительные устройства и т.д.;

2) в быту - проводка; микроволновые печи, телевизоры, сотовые телефоны. Источники ЭМП в широком диапазоне частот.

3) радиостанции, ТВ-станции, блоки передатчиков, антенные системы и т.д. Излучают радиочастоты.

Отсюда следует, что источниками электромагнитного поля и электромагнитного излучения являются любые приборы, устройства, которые потребляют электрический ток.

В настоящее время уровень ЭМП техногенного происхождения в сотни раз превышает средний естественный уровень геомагнитного поля.

Источники ЭМИ высоких, ультра- и сверхвысоких частот.

Схема 1. Шкала частот

 

Проблема вредного воздействия ЭМИ на человека возникла во 2 половине XX века в связи с возросшей ролью техногенных источников ЭМИ.

Классификация ЭМИ

ü Низкочастотные (0...3×10²-10⁴), длина волн до 10⁴ м (постоянные ЭМП, крайненизкие, инфранизкие);

ü Радиочастотные (3×10²-10⁴... 3×10⁸-10¹¹), длина волн от 10⁴ м до 10^-3 м (длинные, средние, короткие, ультракороткие и микроволны);

ü Оптические, (инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые) (3×10¹²-3×10¹⁶), длина волн от 10^-4 до 10^{-8 м (инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые);}

ü Ионизирующие, т.е. рентгеновское и гамма-излучение (3×10¹⁷-3×10²²), длина волн от 10^-9 до 10^-14 м;

 

Номенклатура диапазонов частот (длин волн) по регламенту радиосвязи:

Номер диапазона	Диапазон частот f, Гц	Диапазон длин волн	Соотв. метрическое подразд.
	30-300 кГц	104-103	НЧ
	300-3000 кГц	103-102	СЧ (гектометровые)
	3-30 МГц	102-10	ВЧ (декаметровые)
	30-300 МГц	10-1	метровые
	300-3000 МГц	1-0,1	УВЧ (дециметровые)
	3-30 ГГц	10-1 см	СВЧ (сантиметровые)
	30-300 ГГц	1-0,1 см	КВЧ (миллиметровые)

 

Электромагнитные поля НЧ часто используются в промышленном производстве (установках) - термическая обработка.

ВЧ — радиосвязь, медицина, ТВ, радиовещание.

УВЧ — радиолокация, навигация, медицина, пищевая промышленность.

 

Характеристики электромагнитного магнитного поля:

Пространство вокруг источника электромагнитного поля условно подразделяется на зоны:

— ближнюю зону (зону индукции), которая находится на расстоянии R £ l/6; Радиус зоны индукции зависит от длины волны излучения:

— дальнюю зону (зону излучения), которая находится на расстоянии R > l/6.

 

Скорость волны V, частота колебаний f и длина волны l связаны между собой соотношением V=fl

 

В зоне индукции еще не сформировалась бегущая электромагнитная волна, работающие в этой зоне подвергаются воздействию различных по величине электрических и магнитных полей. Электрическое и магнитное поля здесь можно считать независимыми. Поэтому их интенсивность оценивается раздельно величинами напряженности электрической Е [В/м] и магнитной составляющей Н [А/м]. В электромагнитной волне векторы Е и Н всегда взаимно перпендикулярны.

Соответственно, и нормирование в этой зоне ведется как по электрической, так и по магнитной составляющим. Эти поля имеют место при работе с источниками низко-, высоко- и ультравысокочастотных излучений.

Работающие с высокочастотной аппаратурой практически находятся в волновой зоне (зоне излучения), наиболее важным параметром для которой является плотность потока мощности (интенсивность плотности потока энергии), определяемая по формуле:

, Вт/м², мкВт/см²

где Рист – мощность источника, Вт; R – расстояние до источника, м.

В зависимости от расположения зоны, характеристиками электромагнитного поля является:

— в ближней зоне ® составляющая вектора напряженности электрического поля Е [В/м] и составляющая вектора напряженности магнитного Н поля [А/м] Векторы Е и Н всегда взаимно перпендикулярны.

— в дальней зоне ® используется энергетическая характеристика: Плотность потока энергии (мощности I), [Вт/м²].

 

Для токов промышленных частот размер II уходит на несколько десятков км. Начиная со сверхвысоких частот, зона индукции становится маленькой, волновая зона становится большой (человек оказывается в волновой зоне), и оценка идет по единой характеристике I.

 

В схеме 3

- I) - зона индукции (ЭМ поле еще не сформировалось, электрич. и магнитное поля действуют отдельно);

II) - переходная между I и III зонами;

III) - зона излучения (волновая зона - где ЭМ поле сформировано).

 

Электромагнитные поля также характеризуются следующими пара­метрами:

1. Длина волны, [м].

2. частота колебаний (излучения) f [Гц].

Длина волны связана с частотой следующим соотношением: l = V_C/f, где V_C = 3×10 м/с – скорость волн в воздухе.

 

Вредное воздействие электро магнитных полей

Электромагнитное поле большой интенсивности приводит к перегреву тканей, воздействует на органы зрения и органы половой сферы.

Умеренной интенсивности: нарушение деятельности центральной нервной системы; сердечно-сосудистой; нарушаются биологические процессы в тканях и клетках.

Малой интенсивности: повышение утомляемости, головные боли; выпадение волос.

 

Воздействие ЭМИ на человека Зависит от факторов:

1) частота колебаний (f), длина волны;

2) значения напряженности эл. и магн. полей (до 300 МГц) и плотности потока энергии (СВч, ИКИ и тд) - речь о силе воздействия;

3) интенсивностью из­лучения, режимом облучения (непрерывный или прерывистый), продолжительностью воздействия, размеры облучаемой поверхности тела;

4) индивидуальные особенности организма;

5) комбинированные действия с другими факторами среды

Воздействие ЭМИ 2-х видов: 1) тепловое и 2) специфическое.

1) Электромагнитные поля оказывают тепловое действие, приво­дят к структурным и функциональным изменениям в организме че­ловека. При воздействии электромагнитного поля на человека происхо­дит поглощение энергии поля тканями тела человека. При длине волны, соизмеримой с размерами тела человека или его отдельно­го органа, образуются стоячие волны в живом организме, что при­водит к концентрации тепловой энергии.

Тепловое воздействие ха­рактеризуется повышением температуры тела, локальным избира­тельным нагревом ткани, а также отдельных органов и клеток. Особенно опасен нагрев для органов со слабой терморегуляцией (мозг, глаз, хрусталик глаза, органы кишечного тракта).

2) Электромагнитные поля изменяют ориентацию клеток или це­пей молекул в соответствии с направлением силовых линий поля, ослабляют биохимическую активность белковых молекул, приводят к изменению структуры клеток крови, ее состава, эндокринной си­стемы, вызывают помутнение хрусталика глаза (катаракту), тро­фические заболевания (выпадение волос, ломкость ногтей и др.), ожоги, омертвление тканей организма. Возможно возникновение ожогов проявляющегося в появлении ряда последовательно расположен­ных пузырьков на коже, наполненных мутноватой жидкостью.

Систематическое воздействие электромагнитных полей может вызвать функциональные изменения в состоянии нервной, сердеч­но-сосудистой систем, что проявляется в повышении утомляемости, нарушении сна, гипертонии или гипотонии, появлении болей в об­ласти сердца, нервно-психических расстройств.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: