Воздействие ЭМП на человека

Дополнительное методическое описание к лабораторной работе

«Исследование методов защиты от воздействия ЭМП»

Работа выполняется в дистанционном режиме.

Москва 2020

Содержание:

1. Источники электромагнитных полей______________2

2. Характеристики ЭМП поля______________________2

3. Воздействие ЭМП на человека___________________ 3

4. Нормирование ЭМП____________________________4

5. Способы защиты от ЭМИ_______________________7

6. Расчет эффективности экранирования______________8

Источники электромагнитных полей

Человек в условиях современной техногенной цивилизации постоянно испытывает на себе воздействие электромагнитных полей (ЭМП). ЭМП возникают при работе всех электрических машин, установок, приборов, электрических устройств, везде, где протекает переменный электрический ток, например, возле линии электропередачи, при работе электроннолучевой трубки телевизора или монитора компьютера. Особенно интенсивное ЭМП может возникнуть при работе специально созданных источников ЭМП двух классов.

Первый класс источников ЭМП составляют источники, предназначенные для передачи информации: радиолокационные системы, передающие (РЛС), передающие системы телевидения и радиовещания, дефектоскопы, сотовые системы телефонии, бытовые радиотелефоны.

Второй класс источников ЭМП - технологические установки: электромагнитная сепарации руд, печи индукционного нагрева металлов, сушки древесины, термической обработки полимеров, строительных материалов, бытовые микроволновые печи и т.п. В окружающей среде и помещениях при работе этих источников могут создаваться опасные зоны со значениями энергии, превышающими установленные для человека санитарные нормы.

Характеристики ЭМП

Электромагнитное поле – это совокупность двух неразрывно связанных между собой полей, электрического и магнитного, характеризующихся напряженностями Е,В/м и Н А/м. Изменение этого поля в пространстве происходит с той же частотой (f, Гц), с которой пульсирует ток в проводнике. Расстояние, на которое распространяется электромагнитная волна за один период в воздухе, называется длинной волны , где с – скорость света, м/с. Пространство вокруг источника электромагнитного поля можно разделить на три зоны: зону формирования волны (зону Френеля), которая находится на расстоянии R<λ/2π, зону интерференции характеризующейся наличием максимумов и минимумов плотности потока энергии и находится на расстоянии от источника λ/2π <R<2πλ и зону излучения (зона Фраунгофера) на расстоянии R>2πλ, в которой основной характеристикой является плотность интенсивность I Вт/ или плотность потока энергии ППЭ В первой зоне основными характеристиками ЭМП являются отдельно напряженности электрического Е В/м и магнитного полей Н,А/м, в зоне интерференции существуют и та и другая составляющие электромагнитного поля, но основной является третья- интенсивность I Вт/ или плотность потока энергии ППЭ Вт/ , в зоне излучения, когда существует четкая взаимосвязь между электрическим и магнитным полем - это плотность потока энергии ППЭ, Вт/ . Процессы, происходящие в живых организмах под воздействием ЭМП, зависят от времени воздействия t и частоты ЭМП энергетической нагрузки, которая определяется как: ; ч

В таблице1 приведена классификация ЭМП полей в зависимости от диапазона радио частот (РЧ).

Таблица1

Диапазон радиочастот	Частота в Гц	Длинна волны, м	Нормируемые величины
Высокие частоты ВЧ	30кГц -3МГц	10000----100	Е В/м; Н, А/м; Э ;Э
Ультравысокие частоты-УВЧ	3МГц……300МГц	100………..1	Е В/м; Н, А/м; Э ; Э
Сверх высокие частоты--СВЧ	300МГц 300Ггц	1……0,001	ППЭ, Э

Воздействие ЭМП на человека

Воздействие ЭМП на человека зависит от величин составляющих ЭМП: Е,Н, ППЭ и от частоты f (диапазона длин волн ВЧ, УВЧ и СВЧ) или длинны волны. В диапазоне ВЧ длина волн ЭМП значительно больше размеров тела человека. Тело человека можно считать однородным проводящим эллипсоидом. Максимальные токи возникают в теле, когда его большая ось расположена параллельно силовым линиям ЭМП. Под воздействием длинноволнового поля, прежде всего, страдает нервная и иммунная система системы организма человека, повышается утомляемость и уменьшается производительность труда. Наблюдается ломкость ногтей, волос, сухость кожи. Но все нарушения в работе организма являются обратимыми и после отдыха во время очередного отпуска организм восстанавливается.

На более высоких частотах в УВЧ- и СВЧ-диапазонах длина волны становится соизмерима с размерами тела человека и даже с размерами отдельных органов. В тканях тела человека начинают преобладать диэлектрические потери, изменяются составы лимфы и крови, т.к. их частицы выстраиваются параллельно силовым линиям ЭМП. Энергия ЭМП поглощается организмом, переводится в тепловую и при очень высоких уровнях ЭМП и большой длительности воздействия температура тела человека может повысится. Воздействие электромагнитного поля может быть острым и хроническим. Под воздействием ЭМП высокой интенсивности могут возникнуть острые нарушения в организме: облысение, бесплодность, катаракта хрусталика глаза, страдают органы со слабо выраженным механизмом терморегуляции: мозг, глаза, желчный и мочевой пузыри, нервная система. На очень высоких уровнях поля возможны ожоги роговицы глаза. В целом при длительном воздействии поля наблюдается старение организма. Особенно сильное воздействие оказывает высокочастотное электромагнитное поле с длинной волны меньше 1м. При остром воздействии такого поля врачи могут поставить диагноз СВЧ-синдром. Таким образом, если не принять мер защиты, то излучаемая энергия ЭМП может оказать вредное влияние на организм человека.

Нормирование ЭМП

Нормирование осуществляется в соответствии с СаНПиН 2.2.4.3359-16 [1]. Нормирование ЭМП промышленной частоты в условиях производства осуществляется по напряженности электрической составляющей поля. Допустимая напряженность электрического поля должна быть 5 кВ/м при работе в работника в течение всего рабочего дня. При работе в напряженности поля от 5 до 20 кВ/м допустимое время нахождения в опасной зоне в часах определяется по формуле Т= (50/ )-², где - измеренная величина напряженности электрического поля.Предельно допустимый уровень напряженности для производства 25 кВ/м. Для жилого сектора напряженность от линии электропередач не должна превышать: -на территории жилой застройки 1 кВ/м; -внутри жилых зданий 0,5 кВ/м.

Нормирование полей радиочастот. Для лиц, профессионально связанных с источниками ЭМП, радиочастотная оценка безопасности ведется по энергетической нагрузке (Э ; Э ;Э ) и по напряженностям электрического Е,В/м и магнитного поля Н, А. Для лиц, находящихся на территории жилой застройки, в местах по отдыха, оценка ведется только по напряженностям и интенсивности полей (Е, Н, I или ППЭ). В таблице 2 указаны максимальные значения нормируемых параметров для различных диапазонов ЭМП.

Таблица 2

Предельно допустимый параметр	ВЧ	УВЧ	УВЧ	СВЧ
Е,В/м				-
Н,А/м		-	-	-
I(ППЭ),Вт/м2	-	-	-
Э
Э		-	-
Э	-	-	-	2/К

Предельно допустимые значения параметров ЭМП на рабочих местах персонала с учетом времени воздействия t рассчитывают по следующим формулам = , Н= , ППЭ=ЭЭ_ППЭ/ t, где Э , Э , Э , максимально допустимые значения энергетической нагрузки из таблицы 2; К- коэффициент ослабления биологического воздействия. (К=10 для случая сканирующих и вращающихся антенн, К=12,5 при локальном облучении узкими полосками кистей рук (при работе с измерительными инструментами, излучающими ЭМИ узкими полосками), К=1 для источников постоянного действия).

Для бытовых источников ЭМП массового пользования, таких как сотовые телефоны и микроволновые печи, существуют специальные нормы, Гигиенические нормативы ГН 2.1.8./2.2.4.019-94 [2]. Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых систем сотовой связи. В работе этих систем используется следующий принцип: территории города и района делится на небольшие зоны (соты) радиусом 0,5….2 км, в центре каждой зоны располагается базовая станция. Система сотовой радиосвязи работают в интервале частот 400 МГц…..1,2 ГГц, т.е. с диапазоне СВЧ. Максимальная мощность передатчиков базовой станции не превышает 10….16 Вт. Мощность передатчиков автомобильных станций 8…..20 Вт, ручных радиотелефонов 0,8…..5Вт. Лица, профессионально связанные с источниками ЭМП, подвергаются его воздействию в течении рабочего дня, население, проживающие в непосредственной близости от базовых станций до 24 часов в сутки, пользователи - только во время телефонных разговоров. Временные допустимые уровни (ВДУ) облучения приведены в таблице 3.

Таблица 3

Категория облучения	Величина ВДУ
Профессиональное воздействие	=2/ t,Вт/ , = 10 Вт/
Непрофессиональное воздействие; Облучение населения, проживающего вблизи антенн базовых станций; Облучение пользователей радиотелефонов	0,1 Вт/   1, Вт/

Предельно допустимые уровни ППЭ, создаваемые микроволновыми печами составляют 0,1 Вт/ на расстоянии 50 5 см от любой точки наружной поверхности микроволновой печи.