<<
>>

Электромагнитные поля промышленной частоты. Их воздействие на организм человека. Меры защиты

Источники электромагнитных излучений промышленной частоты. ЭМП в диапазоне частот от 0 до 3000 Гц условно называют электромагнитными полями промышленной частоты. Источники электромагнитных излучений промышленной частоты — это в первую очередь системы передачи и распределения электроэнергии (электростанции, трансформаторные подстанции, линии электропередачи, электросети административных зданий и др.), а также электрооборудование (электродвигатели, контроллеры, щиты и др.) и электропроводка производственного оборудования.

Мощными источниками излучения электромагнитной энергии являются провода высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) промышленной частоты 50 Гц. Напряженность ЭМП непосредственно над проводами и в определенной зоне вдоль трассы ЛЭП может значительно превышать ПДУ электромагнитной безопасности населения.

На объектах железнодорожного транспорта источники электромагнитного поля — это системы электроснабжения электрифицированных железнодорожных линий, силовые трансформаторные подстанции, транспорт на электроприводе, системы и линии электропередач депо, грузовых районов станций, пунктов обработки вагонов и ремонтных производств, электросети административных зданий. К примеру, электротранспорт является весьма мощным источником магнитных полей промышленной частоты.

В производственных помещениях с большим количеством различного электрооборудования всегда имеется большое количество электропроводки, находящейся под постоянным напряжением. При этом

196

она не всегда экранирована. Наличие железосодержащих конструкций и коммуникаций в зданиях создает эффект «экранированного помещения», что усиливает электромагнитный фон, не позволяя ему рассеиваться.

Воздействие ЭМП промышленной частоты на организм человека. Эффект взаимодействия тканей тела человека с электромагнитным полем зависит от поглощенной тканями за определенное время энергии поля, т.е. дозы облучения. В основе взаимодействия лежит эффект преобразования энергии поля внутри организма в тепло. Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей с недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный пузырь и мочевой пузырь).

В условиях постоянного воздействия на рабочем месте ЭМП промышленных частот, превышающих предельно допустимые уровни, у работников могут наблюдаться: нарушения функций иммунной, сердечнососудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. Возможны последствия на генетическом уровне. При местном воздействии ЭМП (прежде всего на руки) проявляются ощущение зуда, бледность, синюшность, отечность, уплотнение, а иногда ороговение кожных покровов.

Защита работников от воздействия электромагнитных полей промышленных частот. Защита работников осуществляется путем:

  • ограничения места и времени нахождения персонала в зоне воздействия ЭМИ (защита расстоянием и временем);
  • использования средств индивидуальной защиты;
  • использования технических средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места (экранов, отражателей, ограждений);
  • применения источников ЭМИ с минимально необходимой мощностью;
  • выбора рациональных режимов работы оборудования;
  • применения средств обозначений зон с повышенным уровнем ЭМИ.

Основной принцип защиты здоровья людей от электромагнитного поля ЛЭП заключается в определении и соблюдении границ санитарно-защитных зон.

В защитной зоне запрещается размещать жилые здания и сооружения, устраивать детские площадки и остановки всех видов транспорта.

В помещениях защиту здоровья работников от воздействия ЭМП следует осуществлять:

  • соблюдением безопасных расстояний от электросетей;
  • неразмещением электрооборудования и приборов в углах помещений зданий с железобетонными конструкциями;
  • заземлением электрооборудования, приборов;
  • использованием оборудования с меньшими уровнями энергопотребления;
  • размещением наиболее опасного оборудования на расстоянии не менее 1,5 м от мест продолжительного пребывания человека;
  • использованием (по возможности) оборудования с автоматическим управлением, позволяющим не находиться рядом с ним во время работы.

Кроме того, работникам следует рекомендовать:

  • не находиться рядом с длинным проводом под напряжением;
  • не включать одновременно большое количество приборов;
  • не оставлять без необходимости включенными в сеть электрооборудование и приборы.

Используемые экраны могут быть выполнены в виде металлических листов, решеток, камер, кожухов (см., например, рис. 3.8).

Рис. 3.8. Экранирующий металлический решетчатый навес над проходом для защиты от воздействия электромагнитных полей промышленного диапазона частот

Рис. 3.8. Экранирующий металлический решетчатый навес над проходом для защиты от воздействия электромагнитных полей промышленного диапазона частот

  1. Электромагнитные поля радиочастотного диапазона

Большую часть неионизирующих электромагнитных излучений очень широкого диапазона длин волн (от 10 км до 1 мм) и частот (от 0,003 до 300 ГГц) составляют электромагнитные поля радиочастотного диапазона (РМП РЧ), или радиоволны. Свойство электромагнитных волн распространяться в пространстве и различных средах широко используют в радиосвязи, телевидении, радиолокации, а свойство отражаться от границы разных сред нашло применение в дефектоскопии для выявления внутренних пороков в структуре металла. Например, свойство ЭМП отражаться от границы разных сред широко используют на железнодорожном транспорте в рельсовых дефектоскопах, с помощью которых производят диагностику состояния рельсового пути, выявляют дефекты, возникшие внутри рельсов в процессе эксплуатации (трещины, изломы, изменения в структуре металла и др.). От диагностики состояния рельсового пути напрямую зависит безопасность движения поездов.

Источники ЭМП радиочастотного диапазона. Источниками ЭМП радиочастотного диапазона в производственных процессах являются промышленные установки, предназначенные для:

  • индукционного нагрева металлов под закалку;
  • нанесения твердых покрытий на режущий инструмент;
  • плавки металлов и полупроводников,
  • выращивания полупроводниковых кристаллов,
  • сварки синтетических материалов,
  • прессовки синтетических порошков,
  • дефектоскопии.

В радиоаппаратуре к сильным источникам ЭМИ и ЭМП в первую очередь относятся антенны, компьютеры и другая оргтехника, мобильные радиотелефоны; в медицине — приборы ультразвуковой диагностики, рентгеновские аппараты и др.

Воздействие ЭМП РЧ на человека.

Действие ЭМП радиочастотного диапазона на ткани тела человека может выражаться как в тепло-

О              ТЛ              О

вом воздействии, так и в нетепловом. В результате теплового воздействия повышается температура тела или отдельных его органов. Может возникнуть местный перегрев ткани или неравномерный нагрев на границе раздела разных тканей. Перегреву подвержены органы с плохой терморегуляцией (хрусталик глаза, желчный пузырь, кишечник, семенники). Нетепловое воздействие связано с переходом энергии поля в резонансное состояние молекул каких-либо органов тела человека или с возникновением в них фотохимических реакций.

Чем меньше длина волны, больше частота и интенсивность излучения, тем выше биологическая активность ЭМП. Влияние на организм зависит не только от физических параметров, но и от продолжительности воздействия ЭМП, а также размеров облучаемой поверхности.

С широким распространением сотовой связи возникла проблема воздействия на человека ЭМП, создаваемых антеннами мобильных радиотелефонов. Несмотря на то, что для обеспечения безопасности длительного пользования мобильной связью постоянно ведутся работы по усовершенствованию конструкции антенн радиотелефонов, проблема продолжает существовать. Длительное пользование сотовым телефоном может оказывать негативное воздействие на центральную нервную систему (головной мозг), зрительный анализатор (особенно хрусталики глаз), внутреннее и среднее ухо, щитовидную железу, кожу лица и ушной раковины.

При работе с компьютерами также возможны заболевания кожи лица и зрительных органов. При длительной систематической работе с видеодисплейными терминалами может развиться близорукость, онемение конечностей и кожи лица.

Защита от действий ЭМП РЧ. Организационные меры защиты:

  • выбор рациональных режимов работы оборудования;
  • обеспечение персонала объектов, имеющих источники ЭМИ (в том числе пользователей компьютерной техникой), средствами индивидуальной защиты;
  • рациональное размещение оборудования;
  • обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМИ РЧ.

Наиболее простым и доступным методом защиты является защита

расстоянием. Дистанцирование (наибольшее возможное удаление) — одна из существенных мер защиты от действия на человека ЭМИ, поскольку плотность магнитного потока уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от излучающей системы. Так, при разработке конструкций магнитных дефектоскопов предусмотрено удаление обслуживающего персонала на значительное расстояние от зоны непосредственного влияния электромагнитного поля (от 5 до 11 м), а размещение антенны сотовых телефонов конструктивно предусматривается на стороне, удаленной от головы. При этом рекомендуется соблюдать возможно больший зазор между ухом и трубкой. Все это также относится к защите расстоянием.

В тех случаях, когда уровни ЭМИ РЧ на рабочих местах внутри экранированного помещения превышают ПДУ, персонал необходимо выводить за пределы камеры. Это также защита расстоянием.

Следующей по значимости мерой является ограничение времени (защита временем) нахождения в зоне воздействия ЭМИ РЧ или длительности пользования переносными и передвижными устройствами, имеющими источники ЭМИ. Например, рекомендуется по возможности ограничивать время пользования мобильным радиотелефоном.

Технические меры защиты:

  • усовершенствование конструкций оборудования (например, применение многовитковых катушек в корпусе приборов или сотовых телефонов, создающих защитное поле);
  • использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места. Это разработка и применение экранов (отражателей), ограждающих источники излучения, поглотителей мощности; экраны могут быть выполнены в виде металлических листов, сеток, сотовых конструкций (рис. 3.9), замкнутых камер, шкафов или кожухов;
  • применение источников излучения минимально необходимой мощности;
  • применение специальных тканей для спецодежды.

К средствам индивидуальной защиты относятся:              защитные

Рис. 3.9. Сотовые конструкции для защиты от воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона

Рис. 3.9. Сотовые конструкции для защиты от воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона

очки, щитки, шлемы, специальная защитная одежда (уменьшает воздействие ЭМИ примерно в 10 раз).

Если защитная одежда изготовлена из материала, имеющего в своей структуре металлический проводник, то она может использоваться только в условиях, исключающих прикосновение к открытым токоведущим частям установок.

А систематическим пользователям мобильной связи рекомендуется по возможности использовать радиотелефон в неэкранированных помещениях, лучше на открытых площадках.

Лечебно-профилактические меры безопасности осуществляются в целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений состояния здоровья работника, связанных с воздействием ЭМИ РЧ. Они включают предварительные (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры.

  1. Электромагнитные поля и излучения оптического

диапазона

К излучениям оптического диапазона относятся:

  • излучения видимой области спектра (человек имеет к ним наибольшую чувствительность);
  • ультрафиолетовые (УФ) излучения;
  • излучения инфракрасного (ИК) спектра;
  • лазерные излучения (ЛИ).

Излучения видимой области спектра. Видимое (световое) излучение — это электромагнитные колебания с длиной волны 0,78—0,4 мкм.

Источником видимого светового излучения, широко распространенным на железнодорожном транспорте, является электродуговая сварка, применяемая при ремонте подвижного состава. Она дает световой поток большой энергии с присутствием УФ спектра излучения.

При высоких уровнях энергии это излучение может представлять опасность для глаз и кожи. Световой импульс большой энергии приводит к временному ослеплению или ожогам сетчатки глаз. Пульсации яркого света ухудшают зрение, вызывают сужение полей зрения, снижают работоспособность, оказывают негативное влияние на центральную нервную систему. При остром повреждении кожи световым импульсом большой энергии наблюдаются ожоги открытых участков тела, резкое расширение капилляров, усиление пигментации кожи.

Защита от действий видимого светового излучения. К средствам защиты от действия видимого светового излучения относятся в первую очередь индивидуальные средства: защитные очки, щитки, шлемы, защитная одежда (комбинезоны, халаты и т.д.).

Электромагнитные излучения инфракрасного диапазона (ЭМИ ИК). Тепловое, или инфракрасное, излучение представляет собой часть электромагнитных излучений с длиной волны от 0,780 до 1000 мкм, энергия которых при поглощении веществом вызывает тепловой эффект. В производственных помещениях гигиеническое значение имеет более узкий диапазон от 0,78 до 70 мкм.

Источниками ИК-излучений являются нагретые до высокой температуры плавильные печи, расплавленный металл, газосветные лампы, ртутные выпрямители и другое производственное оборудование.

Воздействие на человека. Тепловое излучение поглощается тканями человеческого тела, вызывая их нагревание. Интенсивное и длительное тепловое облучение может привести к ожогам, перегреву тела, нарушению деятельности сердечнососудистой и нервной систем, заболеванию глаз. К острым нарушениям органа зрения относится ожог и помутнение роговицы и хрусталика.

Наиболее биологически активно коротковолновое ИК-излучение. Оно способно глубоко проникать в ткани организма, интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях, приводить к ожогам и перегреву тела.

Кроме органов зрения, наиболее поражаемым у человека является кожный покров. При остром повреждении кожи возможны ожоги, резкое расширение капилляров, усиление пигментации кожи, при хроническом облучении изменение пигментации может быть стойким, может появиться красный цвет лица у рабочих (стеклодувов, сталеваров и др.).

Излучение ИК-диапазона может приводить к нарушению обменных процессов, особенно к изменениям в сердечной мышце с развитием атеросклероза.

Защита от воздействия ИК-излучения. При интенсивности теплового излучения свыше нормативной предусматриваются технические меры защиты — теплоизоляция, экранирование (теплоотражающие и теплопоглощающие экраны), воздушное душирование, вентиляция; организационные меры защиты — применение защитной одежды, установление специальных режимов труда и отдыха.

Ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовое излучение (УФИ) — это спектр ЭМИ с длиной волны от 0,2 до 0,4 мкм.

Источники УФИ могут быть естественного и искусственного (техногенного) происхождения. Источником естественного происхождения является одна из составляющих потока солнечного излучения. Источниками искусственного происхождения являются лампы дневного света, электросварочные дуги, автогенное пламя, плазмотроны, ртутно-кварцевые горелки. Все это оборудование широко используют на объектах железнодорожного транспорта.

Воздействие ультрафиолетового излучения на работника. УФИ естественного происхождения — жизненно необходимый фактор, оказывающий благотворное, стимулирующее действие на организм. При длительном недостатке солнечного света возникают нарушения физиологического равновесия организма, развивается «световое голодание» (ослабляются защитные иммунобиологические реакции организма, обостряются хронические заболевания, появляются функци-

KJ              KJ              \

ональные расстройства нервной системы).

УФИ техногенного происхождения оказывает на организм человека, как правило, негативное воздействие. УФИ обладают способностью развивать в организме не свойственные для него фотохимические реакции, вызывать люминесценцию (свечение), изменять газовый состав воздуха производственных помещений (ионизировать воздух). В воздухе образуются озон и оксиды азота. Эти газы обладают значительной биологической активностью, высокой токсичностью и могут оказывать вредное воздействие на организм человека, особенно в плохо проветриваемых помещениях.

Наиболее подвержены действию УФИ органы зрения и кожа. Острые поражения глаз проявляются ощущением постороннего тела или песка в глазах, светобоязнью, слезоточением. Роговица и хрусталик глаза, повреждаясь, теряют прозрачность. При повреждении сетчатки происходит необратимое нарушение зрения, так как клетки сетчатки не восстанавливаются.

Кожные поражения протекают в виде острых воспалительных процессов, иногда с отеками и образованием пузырей. Хронические (постоянные) изменения кожных покровов могут вызвать развитие злокачественных новообразований. Кожные поражения могут сопровождаться повышением температуры, ознобом, головными болями.

В то же время малые дозы УФИ оказывают благоприятное стимулирующее действие на организм. Повышаются тонус, активность ферментов и уровень иммунитета, увеличивается секреция ряда гормонов. Нормализуется артериальное давление, снижается уровень холестерина в крови, нормализуются все виды обмена и как следствие увеличивается работоспособность. УФИ обладает выраженным бактерицидным (обеззараживающим) действием.

Защита от УФИ. Мерами защиты от повышенной инсоляции (облучения УФ лучами) являются защитные экраны различных типов.

Они представляют собой разнообразные преграды, загораживающие, рассеивающие или отводящие излучения.

Средствами индивидуальной защиты глаз и кожи являются специальные очки со стеклами, содержащими оксид свинца, но даже обычные стекла пропускают не все УФИ. При электросварочных работах обязательно применение светозащитных щитков. Для защиты кожи служит специальная одежда, которая изготавливается из поплина и имеет длинные рукава и капюшон, а также защитные кремы.

Средством защиты служит регламентированное время нахождения человека в зоне действия УФ излучения (экспозиция).

Для профилактики отравлений оксидами азота и озоном, сопутствующих УФИ, помещения должны быть оборудованы местной или общеобменной вентиляцией, а при производстве сварочных работ в замкнутых объемах подают свежий воздух непосредственно под щиток или шлем работника.

Лазерное излучение. Лазерное излучение (ЛИ) представляет собой особый вид ЭМИ оптического диапазона с длиной волны 0,1— 1000 мкм. Отличие лазерного излучения от других видов ЭМИ заключается в том, что источник изучения испускает электромагнитные волны строго в одной фазе, одной длины волны и с острой направленностью луча.

Основным источником ЛИ является лазер (оптический квантовый генератор).

На объектах железнодорожного транспорта внедряются лазерные установки для высокоточной механической обработки поверхностей из тугоплавких материалов и материалов высокой твердости, для их сверления, точной сварки. В электронных платах приборов автоматики и устройствах СЦБ с помощью лазеров прошивают высокоточные отверстия диаметром в сотые доли толщины человеческого волоса.

В медицине с помощью лазеров проводят операции на глазах, сосудах, нервных волокнах.

Воздействие ЛИ на организм человека. Лазерное излучение действует избирательно на различные органы. Негативный эффект воздействия ЛИ на ткани организма усиливается при неоднократных воздействиях и при комбинациях с другими негативными производственными факторами.

Результатом локального (местного) воздействия могут быть ожоги разной степени тяжести (от легкого покраснения до поверхностного обугливания), особенно на пигментированных участках (родимые пятна, места с сильным загаром).

ЛИ способно проникать через ткани тела на значительную глубину. При фокусировке луча внутри организма возможно поражение внутренних органов даже на значительном удалении от поверхности тела.

При непрерывном режиме воздействия ЛИ преобладают в основном тепловые эффекты, следствием которых являются свертывания белка, а при больших мощностях — испарение биоткани.

Наиболее чувствительным к ЛИ органом является глаз. Расстройства могут быть от небольших нарушений до полной потери зрения. Роговица и хрусталик повреждаются и теряют прозрачность. Нагрев хрусталика приводит к образованию катаракты (помутнения). При повреждении сетчатки происходит необратимое нарушение зрения.

Общее воздействие ЛИ может привести к функциональным нарушениям нервной, сердечнососудистой систем, желез внутренней секреции, артериального давления, увеличению утомляемости, снижению работоспособности. Опасность представляет не только прямое, но и отраженное и рассеянное ЛИ.

При работе лазерных установок появляются сопутствующие негативные факторы (высокое напряжение, шум, аэрозоли и химические вещества в зоне действия луча). На фоне постоянного шума от лазерной установки возникают еще и звуковые импульсы с высоким уровнем интенсивности. Например, при обработке поверхности детали они возникают тогда, когда световая энергия переходит в механическую.

Защита от лазерного излучения. В целях исключения облучения работающих с лазерами применяется ограждение зоны действия ЛИ либо экранирование пучка излучения. Лазеры, представляющие повышенную опасность, размещаются в изолированных помещениях и снабжаются дистанционным управлением.

К индивидуальным средствам защиты при работе с лазерами относятся специальные очки, щитки, маски, обеспечивающие снижение облучения глаз до безопасного уровня. Работающие с лазерами подлежат предварительным и периодическим (один раз в год) медицинским осмотрам с участием терапевта, невропатолога, окулиста.

Гигиеническое нормирование лазерного излучения регламентировано «Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров» СанПиН 5804-91. В этом документе установлены различные ПДУ для глаз (роговицы и сетчатки) и кожи.

3.6.5. Электростатические электромагнитные поля

Источниками электростатических электромагнитных полей являются экраны мониторов, телевизоров, осциллографов.

Воздействие на человека. На организм человека воздействует слабый (несколько микроампер) ток, протекающий через тело человека и создающий электростатическое поле.

К электростатическим полям наиболее чувствительны центральная нервная система, сердечнососудистая система, анализаторы. Для работающих в зоне действия электростатических электромагнитных полей характерны раздражительность, головные боли, нарушение сна, неустойчивость пульса и артериального давления.

Защита. Основным средством борьбы с электростатическими полями является применение заземляющих устройств.

В помещениях простым и эффективным средством защиты от электростатических полей служит увлажнение Установлено, что при относительной влажности выше 70 % накопления электростатических зарядов на поверхностях, а следовательно, и возникновение поля, не происходит. Для защиты от электростатических полей следует систематически проводить влажную уборку помещений.

  1. Источники электромагнитного излучения военного

характера

Особую группу составляют источники ЭМИ военного характера, которые специально генерируют ЭМИ для вывода из строя объектов инфраструктуры и поражения живой силы противника и населения. К ним относятся различные виды радиочастотного электромагнитного оружия, и в первую очередь — лазерное оружие.

При возникновении военных действий могут в первую очередь подвергаться воздействию мощного ЭМИ военного характера объекты так называемых «критических инфраструктур». От нормального функционирования этих структур зависят в основном национальная безопасность и жизнедеятельность государства. Это правительствен-

207

ная связь, телекоммуникации, системы энергоснабжения, водоснабжения, управления, транспортные системы, системы противоракетной обороны и т.д. Большинство объектов этих систем хранят и передают информацию с использованием электромагнитных полей. При воздействии электромагнитного потока высокой интенсивности происходит уничтожение всей информации, которой располагает объект, либо нарушение системы связи между объектами.

ЭМП высокой интенсивности могут вызывать расплавление металла различных технологических линий, что приводит к нарушениям в работе технических устройств и систем объектов, усложняя их восстановление.

К средствам защиты человека от ЭМП военного характера можно отнести специальную одежду, уменьшающую воздействие ЭМИ примерно в 12 раз. Персонал объектов «критических инфраструктур» в обязательном порядке обеспечивается специальными защитными костюмами.

<< | >>
Источник: Клочкова Е.А.. Промышленная,              пожарная и экологическая безопасность на же лезнодорожном транспорте: Учебное пособие. — М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте»,2007. — 456 с.. 2007

Еще по теме Электромагнитные поля промышленной частоты. Их воздействие на организм человека. Меры защиты:

  1. Введение
  2. Электромагнитные поля промышленной частоты. Их воздействие на организм человека. Меры защиты
  3. ВВЕДЕНИЕ