Электромагнитные поля. Электромагнитные поля на рабочем месте

Научно-технический прогресс сопровождается резким увеличением мощности электромагнитных полей (ЭМП), созданных человеком, которые в отдель-ных случаях в сотни и тысячи раз выше уровня естественных полей.

Спектр электромагнитных колебаний включает волны длиной от 1000 км до 0,001 мкм и по частоте f от 3×10 2 до 3×10 20 Гц. Электромагнитное поле характеризуется совокупностью векторов электрических и магнитных со-ставляющих. Разные диапазоны электромагнитных волн имеют общую фи-зическую природу, но различаются энергией, характером распространения, поглощения, отражения и действием на среду, человека. Чем короче длина волны, тем больше энергии несет в себе квант.

Основными характеристиками ЭМП являются:

Напряженность электрического поля Е , В/м.

Напряженность магнитного поля Н , А/м.

Плотность потока энергии, переносимый электромагнитными волна-ми I , Вт/м 2 .

Связь между ними определяется зависимостью:

Связь энергии I и частоты f колебаний определяется как:

где: f = с/l, а с = 3 × 10 8 м/с (скорость распространения электромагнит-ных волн), h = 6,6 × 10 34 Вт/см 2 (постоянная Планка).

В пространстве. окружающем источник ЭМП выделяют 3 зоны (рис.9):

а) Ближняя зона (индукции), где нет распространения волны, нет переноса энергии, а следовательно электрическая и магнитная со-ставляющая ЭМП рассматриваются независимо. Граница зоны R < l/2p.

б) Промежуточная зона (дифракции), где волны накладываются друг на друга, образуя максимумы и стоячие волны. Границы зоны l/2p < R < 2pl. Основная характеристика зоны суммарная плотность потоков энергии волн.

в) Зона излучения (волновая) с границей R > 2pl. Есть распространение волны, следовательно характеристикой зоны излучения является плотность потока энергии, т.е. коли-чество энергии, падающей на единицу поверхности I (Вт/м 2).

Рис. 1.9 . Зоны существования электромагнитного поля

Электромагнитное поле по мере удаления от источников излучения затухает обратно пропорционально квадрату расстояний от источника. В зоне индукции напряженность электрического поля убывает обратно пропорционально расстоянию в третьей степени, а маг-нитного поля обратно пропорционально квадрату расстояния.

По характеру воздействия на организм человека ЭМП разделяют на 5 диапазонов:

Электромагнитные поля промышленной частоты (ЭМП ПЧ): f < 10 000 Гц.

Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) f 10 000 Гц.

Электромагнитные поля радиочастотной части спектра разбиваются на четыре поддиапазона:

1) f от 10 000 Гц до 3 000 000 Гц (3 МГц);

2) f от 3 до 30 МГц;

3) f от 30 до 300 МГц;

4) f от 300 МГц до 300 000 МГЦ (300 ГГц).

Источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются линии электропередач высокого напряжения, открытые распре-делительные устройства, все электрические сети и приборы, питающиеся переменным током 50 Гц. Опасность воздействия линий растет с увеличе-нием напряжения вследствие возрастания заряда, сосредоточенного на фазе. Напряженность электрического поля в районах прохождения высоко-вольтных линий электропередач может достигать нескольких тысяч вольт на метр. Волны этого диапазона сильно поглощаются почвой и на удале-нии 50-100 м от линии напряженность падает до нескольких десятков вольт на метр. При систематическом воздействии ЭП наблюдаются функцио-нальные нарушения в деятельности нервной и сердечно-сосудистой систе-мы. С возрастанием напряженности поля в организме наступают стойкие функциональные изменения в ЦНС . Наряду с биологическим действием электрического поля между человеком и металлическим предметом могут возникнуть разряды, обусловленные потенциалом тела, который достигает нескольких киловольт, если человек изолирован от Земли.

Допустимые уровни напряженности электрических полей на рабочих местах устанавливаются ГОСТом 12.1.002-84 «Электрические поля промышленной частоты». Предельно до-пустимый уровень напряженности ЭМП ПЧ устанавливается в 25 кВ/м. Допустимое время пребывания в таком поле составляет 10 мин. Пребыва-ние в ЭМП ПЧ напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты не допускает-ся, а в ЭМП ПЧ напряженностью до 5 кВ/м пребывание допускается в течение всего рабочего дня. Для расчета допустимого времени пребывания в ЭП при напряженно-сти свыше 5 до 20 кВ/м включительно используется формула Т = (50/Е ) - 2, где: Т - допустимое время пребывания в ЭМП ПЧ, (час); Е - напряженность электрической составляющей ЭМП ПЧ, (кВ/м).

Санитарные нормы СН 2.2.4.723-98 регламентируют ПДУ магнитной составляющей ЭМП ПЧ на рабочих местах. Напряженность магнитной составляющей Н не должна превышать 80 А/м при 8-ми часовом пребывании в условиях этого поля.

Напряженность электрической составляющей ЭМП ПЧ в жилой застройке и квартирах регламентируется СанПиН 2971-84 «Санитарными нормами и правилами защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты». Согласно этому документу, величина Е не должна превышать 0,5 кВ/м внутри жилых помещений и 1 кВ/м на территории городской застройки. Нормы ПДУ магнитной составляющей ЭМП ПЧ для жилой и городской среды в настоящее время не разработаны.

ЭМИ РЧ используются для термообработки, плавки металлов, в радио-связи, медицине. Источниками ЭМП в производственных помещениях яв-ляются ламповые генераторы, в радиотехнических установках - антенные системы, в СВЧ-печах - утечки энергии при нарушении экрана рабочей камеры.

ЭМИ РЧ придействии на организм вызывает поляризацию атомов и мо-лекул тканей, ориентацию полярных молекул, появление в тканях ионных токов, нагрев тканей за счет поглощения энергии ЭМП. Это нарушает структуру электрических потенциалов, циркуляцию жидкости в клетках ор-ганизма, биохимическую активность молекул, состав крови.

Биологический эффектЭМИ РЧ зависит от его параметров: длины вол-ны, интенсивности и режима излучения (импульсный, непрерывный, пре-рывистый), от площади облучаемой поверхности, продолжительности об-лучения. Электромагнитная энергия частично поглощается тканями и пре-вращается в тепловую, происходит локальный нагрев тканей, клеток. ЭМИ РЧ ока-зывает неблагоприятное действие на ЦНС, вызывает нарушения в нервно-эндокринной регуляции, изменения в крови, помутнение хрусталика глаз (исключительно 4 поддиапазон), нарушения обменных процессов.

Гигиеническое нормирование ЭМИ РЧ осуществляется со-гласно ГОСТ 12.1.006-84 «Электромагнитные поля радиочастот. Допусти-мые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля». Уровни ЭМП на рабочих местах контролируются измерением в диапа-зоне частот 60 кГц-300 МГц напряженности электрической и магнитных составляющих, а в диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц плотности потока энергии (ППЭ) ЭМП с учетом времени пребывания в зоне облучения.

Для ЭМП радиочастот от 10 кГц до 300 МГц регламентируется напряженность электрической и магнитной составляющей поля в зависимости от диапазо-на частот: чем выше частоты, тем меньше допускаемая величина напря-женности. Например, электрическая составляющая ЭМП для частот 10 кГц - 3МГц составляет 50 В/м, а для частот 50 МГц - 300 МГц только 5 В/м. В диапазоне частоты 300 МГц - 300 ГГц регламентируется плотность потока энергии излучения и создаваемая им энергетическая нагрузка, т.е. поток энергии, проходящий через единицу облучаемой поверхности за время действия. Максимальное значение плотности потока энергии не должно превышать 1000 мкВт/см 2 . Время пребывания в таком поле не должно превышать 20 мин. Пребывание в поле в ППЭ равном 25 мкВт/см 2 допускается в течение 8-ми часовой рабочей смены.

В городской и бытовой среде нормирование ЭМИ РЧ осуществляется согласно СН 2.2.4/2.1.8-055-96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона». В жилых помещениях ППЭ ЭМИ РЧ не должна превышать 10 мкВт/см 2 .

В машиностроении широко используется магнитно-импульсная и электрогидравлическая обработка металлов низкочастотным импульсным током 5-10 кГц (резка и обжатие трубчатых заготовок, штамповка, вырубка отверстий, очистка отливок). Источниками импульсного магнитного по-ля на рабочих местах являются открытые рабочие индукторы, электроды, тоководящие шины. Импульсное магнитное поле оказывает влияние на обмен веществ в тканях головного мозга, на эндокринные системы регуляции.

Электростатическое поле (ЭСП) - это поле неподвижных электриче-ских зарядов, взаимодействующих между собой. ЭСП характеризуется на-пряженностью Е , то есть отношением силы, действующей в поле на то-чечный заряд, к величине этого заряда. Напряженность ЭСП измеряется в В/м. ЭСП возникают в энергетических установках, в электротехнологиче-ских процессах. ЭСП используется в электрогазоочистке, при нанесении лакокрасочных покрытий. ЭСП оказывает негативное влияние на ЦНС; у работающих в зоне ЭСП возникает головная боль, нарушение сна и др. В источниках ЭСП, помимо биологического воздействия, определенную опасность представляет аэроионы. Источником аэроионов является корона, возникающая на проводах при напряженности Е >50 кВ/м.

Допустимые уровни напряженности ЭСП установлены ГОСТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля». Допустимый уровень напряженности ЭСП устанавливается в зависимости от времени пребывания на рабочих местах. ПДУ напряженности ЭСП устанавливается равный 60 кВ/м в течение 1 часа. При напряженности ЭСП менее 20 кВ/м время пре-бывания в ЭСП не регламентируется.

Основными характеристиками лазерного излучения являются: длина волны l, (мкм), интенсивность излучения, определяемая по величине энергии или мощно-сти выходного пучка и выражаемая в джоулях (Дж) или ваттах (Вт): дли-тельность импульса (сек), частота повторения импульса (Гц). Глав-ными критериями опасности лазера являются его мощность, длина волны, длительность импульса и экспозиция облучения.

По степени опасности лазеры разделены на 4 класса: 1 - выходное излучение не опасно для глаз, 2 - опасно для глаз прямое и зеркально от-раженное излучение, 3 - опасно для глаз диффузно отраженное излуче-ние, 4 - опасно для кожи диффузно отраженное излучение.

Класс лазера по степени опасности генерируемого излучения опреде-ляется предприятием-изготовителем. При работе с лазерами персонал под-вергается воздействию вредных и опасных производственных факторов.

К группе физических вредных и опасных факторов при работе лазеров относят:

Лазерное излучение (прямое, рассеянное, зеркальное или диффузно отраженное),

Повышенное значение напряжения электропитания лазеров,

Запыленность воздуха рабочей зоны продуктами взаимодействия ла-зерного излучения с мишенью, повышенный уровень ультрафиолетовой и инфракрасной радиации,

Ионизирующие и электромагнитные излучения в рабочей зоне, по-вышенная яркость света от импульсных ламп накачки и взрывоопасность систем накачки лазеров.

На персонал, обслуживающий лазеры, действуют химически опасные и вредные факторы, как-то: озон, окислы азота и другие газы, обусловлен-ные характером производственного процесса.

Действие лазерного излучения на организм зависит от параметров излучения (мощности, длины волны, длительности импульса, частоты следования им-пульсов, времени облучения и площади облучаемой поверхности), локали-зация воздействия и особенности облучаемого объекта. Лазерное излуче-ние вызывает в облучаемых тканях органические изменения (первичные эффекты) и специфические изменения в самом организме (вторичные эф-фекты). При действии излучения происходит быстрый нагрев облучаемых тканей, т.е. термический ожог. В результате быстрого нагрева до высоких температур происходит резкое повышение давления в облучаемых тканях, что приводит к их механическому повреждению. Действия лазерного излу-чения на организм могут вызвать функциональные нарушения и даже пол-ную потерю зрения. Характер поврежденной кожи варьирует от легких до разной степени ожогов, вплоть до некрозов. Помимо изменений тканей, ла-зерное излучение вызывает функциональные сдвиги в организме.

Предельно допустимые уровни облучения регламентируются «Сани-тарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров» 2392-81. Предельно допустимые уровни облучения дифференцированы с учетом режима работы лазеров. Для каждого режима работы, участка оптического диапазона величина ПДУ определяется по специальным таблицам. Дози-метрический контроль лазерного излучения осуществляют в соответствии с ГОСТ 12.1.031-81. При контроле измеряются плотность мощности непре-рывного излучения, плотность энергии импульсного и импульсно-модулированного излучения и другие параметры.

Ультрафиолетовое излучение - это невидимое глазом электромаг-нитное излучение, занимающее промежуточное положение между светом и рентгеновским излучением. Биологически активную часть УФ-излучения делят на три части: А с длиной волны 400-315 нм, В с длиной волны 315-280 нм и С 280-200 нм. УФ-лучи обладают способностью вызывать фото-электрический эффект, люминесценцию, развитие фотохимических реак-ций, а также обладают значительной биологической активностью.

УФ-излучения характеризуется бактерицидными и эритемными свойствами. Мощность эритемного излучения - это величина, характери-зующая полезное воздействие УФ-излучений на человека. За единицу эритемного излучения принят Эр, соответствующий мощности в 1 Вт для дли-ны волны 297 нм. Единица эритемной освещенности (облученности) Эр на квадратный метр (Эр/м 2) или Вт/м 2 . Доза облучения Нэр измеря-ется в Эр×ч/м 2 , т.е. это облучение поверхности за определенное время. Бактерицидность потока УФ-излучения измеряется в бакт. Соответственно бактерицидная облученность-бакт на м 2 , а доза бакт в час на м 2 (бк×ч/м 2).

Источниками УФ-излучения на производстве являются электрическая дуга, автогенное пламя, ртутно-кварцевые горелки и другие температурные излучатели.

Естественные УФ-лучи оказывают положительное влияние на организм. При недос-татке солнечного света возникает "световое голодание", авитаминоз Д, ос-лабление иммунитета, функциональные расстройства нервной системы. Вместе с тем УФ-излучение от производственных источников может стать причиной острых и хронических профессиональных заболеваний глаз. Острое поражение глаз называется электроофтальмия. Нередко обнаружи-вается эритема кожи лица и век. К хроническим поражениям следует отне-сти хронический коньюнктивит, катаракту хрусталика, кожные поражения (дерматиты, отеки с образованием пузырей).

Нормирование УФ-излучения осуществляется согласно «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях» 4557-88. При нормирова-нии устанавливается интенсивность излучения в Вт/м 2 . При поверхности облучения 0,2 м 2 в течение до 5 мин с перерывом 30 мин при общей про-должительности до 60 мин норма для УФ-А 50 Вт/ м 2 , для УФ-В 0,05 Вт/ м 2 и для УФ-С 0,01 Вт/ м 2 . При общей продолжительности облуче-ния 50% рабочей смены и однократном облучении 5 мин норма для УФ-А 10 Вт/ м 2 , для УФ-В 0,01 Вт/ м 2 при площади облучения 0,1 м 2 , а об-лучение УФ-С не допускается.

Электрическая энергия, считается самым значимым изобретением человечества за всю историю его существования. Без данного вида материи невозможно представить прогресс. Электромагнитное излучение (или электронное поле) образуется как механизм, благодаря которому происходит передача вышеуказанной энергии от одного источника к другому для выполнения той или иной функции.

Принцип работы электромагнитного поля

В его состав входят электрическое и магнитное поле. Первое представляет собой взаимодействие между электрически заряженными частицами, которые постоянно двигаются в пространстве. Магнитное поле может возникать вследствие переменного движения электрических зарядов по проводнику.


Приборы, которые производят электромагнитную энергию, распространяют в окружающем пространстве волны (их называют электромагнитными) со скоростью, приблизительно равной скорости света. , которое образуется у источника генерации энергии, условно разделяют на три диапазона – ближний, промежуточной, дальний.

Частоты всех диапазонов используются человеком, даже принимая во внимание факт их вредного влияния на здоровье. Худшее негативное воздействие имеет та энергия, измерение электромагнитного поля которой показывает самые большие фактические показатели интенсивности воздействия при условии пропорционально близкого расположения.

Нормы электромагнитного излучения, которые считаются безопасными, установлены и регламентированы, однако часто такое свечение суммарно превышает допустимый уровень воздействия на человеческое тело. Приборы для измерения электромагнитного поля применяются рабочими специальных служб, простой человек зачастую не может самостоятельно определить степень влияния данного фактора, поэтому часто бессознательно подвергается огромной опасности.

Измерение электромагнитного излучения

Такое исследование выполняют специалисты научно-исследовательских станций или рабочие экологической службы по заявлению заинтересованных лиц или в случае, когда существует потенциальная опасность повышения такого показателя, как норма электромагнитного излучения.

Норма электромагнитного излучения на рабочем месте, прописана в специально задекларированных документах и указана для того, чтобы обезопасить работников и сохранить их здоровье от негативного воздействия вредного фактора. В соответствии с установленными нормами излучения, прибор для измерения электромагнитного поля, должен показывать не более 50-300 ГГц. Причем чем больше доза, тем пропорционально уменьшается продолжительность рабочего дня.

Поскольку допустимый уровень электромагнитного излучения часто превышает границы допустимого, применяются такие способы защиты как:

Источники электромагнитного излучения

Электромагнитное излучение генерируется многими приборами и устройствами, работа которых осуществляется путем создания вокруг себя одноименного поля.

В перечень антропогенных изобретений, что являются источником образования такого излучения, относятся:

Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека

В результате воздействия электромагнитного излучения у человека могут наблюдаться патологии нервной системы в виде нарушений памяти, внимания, мозговой активности, моторики или даже некоторых психических нарушений. Снижается иммунная защита организма, в результате чего тело человека более восприимчиво к вредному воздействию различных факторов эндогенного и экзогенного происхождения. Часто наблюдаются нарушения половой функции, неспособность к оплодотворению (мужчины) или к вынашиванию ребенка (женщины).

В отдельных случаях могут возникать заболевания желудочно-кишечного тракта и воспалительные поражения других внутренних органов.

Обобщая, следует отметить, что измерение электромагнитного поля является очень важным фактором как на работе, так и в жилом помещении. Постоянный мониторинг интенсивности излучения поможет контролировать уровень его воздействия на организм человека и предупредить наступление возможных негативных последствий.

Предельно допустимые уровни электромагнитных полей диапазона частот

>= 10 - 30 кГц

1. Оценка и нормирование ЭМП осуществляется раздельно по напряженности электрического (Е), в В/м, и магнитного (Н), в А/м, полей в зависимости от времени воздействия.

2. ПДУ напряженности электрического и магнитного поля при воздействии в течение всей смены составляет 500 В/м и 50 А/м, соответственно.

3. ПДУ напряженности электрического и магнитного поля при продолжительности воздействия до 2-х часов за смену составляет 1000 В/м и 100 А/м, соответственно.

Предельно допустимые уровни электромагнитных полей диапазона частот >= 30 кГц - 300 ГГц

1. Оценка и нормирование ЭМП диапазона частот >= 30 кГц - 300 ГГц осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ).

2. Энергетическая экспозиция в диапазоне частот >= 30 кГц - 300 МГц рассчитывается по формулам:

ЭЭе = Е 2 х Т, (В/м) 2 .ч,

ЭЭн = Н 2 х Т, (А/м) 2 .ч,

Е - напряженность электрического поля (В/м),

Н - напряженность магнитного поля (А/м), плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м 2 , мкВт/см 2), Т - время воздействия за смену (час.).

3. Энергетическая экспозиция в диапазоне частот >= 300 МГц - 300 ГГц рассчитывается по формуле:

ЭЭппэ = ППЭ х Т, (Вт/м 2).ч, (мкВт/см 2).ч, где ППЭ - плотность потока энергии (Вт/м 2 , мк Вт/см 2).

В табл. 2 приведены предельно допустимые плотности потока энергии электромагнитных полей (ЭМП) в диапазоне частот 300 МГц-300000 ГГц и

Таблица 2. Нормы облучения УВЧ и СВЧ

время пребывания на рабочих местах и в местах возможного нахожде­ния персонала, профессионально связанного с воздей­ствием ЭМП.

В табл. 3 приведено допустимое время пребывания человека в электрическом поле промышленной частоты сверхвысокого напряжения (400 кВ и выше).

Таблица 3. Предельно допустимое время c напряжением 400 кВ и выше

7. Экранирование как способ защиты от эмп.

Инженерные защитные мероприятия строятся на использовании явления экранирования электромагнитных полей , либо наограничении эмиссионных параметров источника поля (снижении интенсивности излучения). При этом второй метод применяется в основном на этапе проектирования излучающего объекта. Электромагнитные излучения могут проникать в помещения через оконные и дверные проемы (явление дисперсии электромагнитных волн).

При экранировании ЭМП в радиочастотных диапазонах используются разнообразные радиоотражающие и радиопоглощающие материалы.

К радиоотражающим материалам относятся различные металлы. Чаще всего используются железо, сталь, медь, латунь, алюминий. Эти материалы используются в виде листов, сетки, либо в виде решеток и металлических трубок. Экранирующие свойства листового металла выше, чем сетки, сетка же удобнее в конструктивном отношении, особенно при экранировании смотровых и вентиляционных отверстий, окон, дверей и т.д. Защитные свойства сетки зависят от величины ячейки и толщины проволоки: чем меньше величина ячеек, чем толще проволока, тем выше ее защитные свойства. Отрицательным свойством отражающих материалов является то, что они в некоторых случаях создают отраженные радиоволны, которые могут усилить облучение человека.

Более удобными материалами для экранировки являются радиопоглощающие материалы. Листы поглощающих материалов могут быть одно- или многослойными. Многослойные - обеспечивают поглощение радиоволн в более широком диапазоне. Для улучшения экранирующего действия у многих типов радиопоглощающих материалов с одной стороны впрессована металлическая сетка или латунная фольга. При создании экранов эта сторона обращена в сторону, противоположную источнику излучения.

Характеристики некоторых радиопоглощающих материалов приведены в табл.1.

Таблица1

Характеристики некоторых радиопоглощающих материалов

Несмотря на то, что поглощающие материалы во многих отношениях более надежны, чем отражающие, применение их ограничивается высокой стоимостью и узостью спектра поглощения.

В некоторых случаях стены покрывают специальными красками. В качестве токопроводящих пигментов в этих красках применяют коллоидное серебро, медь, графит, алюминий, порошкообразное золото. Обычная масляная краска обладает довольно большой отражающей способностью (до 30%), гораздо лучше в этом отношении известковое покрытие.

Радиоизлучения могут проникать в помещения, где находятся люди через оконные и дверные проемы. Для экранирования смотровых окон, окон помещений, застекления потолочных фонарей, перегородок применяется либо мелкоячеистая металлическая сетка (этот метод защиты не распространён по причине неэстетичности самой сетки и значительного ухудшения вентиляционного газообмена в помещении), либо металлизированное стекло, обладающее экранирующими свойствами. Такое свойство стеклу придает тонкая прозрачная пленка либо окислов металлов, чаще всего олова, либо металлов - медь, никель, серебро и их сочетания. Пленка обладает достаточной оптической прозрачность и химической стойкостью. Будучи нанесенной на одну сторону поверхности стекла она ослабляет интенсивность излучения в диапазоне 0,8 – 150 см на 30 дБ (в 1000 раз). При нанесении пленки на обе поверхности стекла ослабление достигает 40 дБ (в 10000 раз). Металлизированное стекло горячего прессования имеет кроме экранирующих свойств повышенную механическую прочность и используется в особых случаях (например, для наблюдательных окон на атомных регенерационных установках).

Экранирование дверных проемов в основном достигается за счет использования дверей из проводящих материалов (стальные двери).

Для защиты населения от воздействия электромагнитных излучений могут применяться специальные строительные конструкции: металлическая сетка, металлический лист или любое другое проводящее покрытие, а также специально разработанные строительные материалы. В ряде случаев (защита помещений, расположенных относительно далеко от источников поля) достаточно использования заземленной металлической сетки, помещаемой под облицовку стен помещения или заделываемой в штукатурку.

Ослабление ЭМП с помощью строительных материалов

В сложных случаях (защита конструкций, имеющих модульную или некоробчатую структуру) могут применяться также различные пленки и ткани с электропроводящим покрытием.

В последние годы в качестве радиоэкранирующих материалов получили металлизированные ткани на основе синтетических волокон. Их получают методом химической металлизации (из растворов) тканей различной структуры и плотности. Существующие методы получения позволяет регулировать количество наносимого металла в диапазоне от сотых долей до единиц мкм и изменять поверхностное удельное сопротивление тканей от десятков до долей Ом. Экранирующие текстильные материалы обладают малой толщиной, легкостью, гибкостью; они могут дублироваться другими материалами (тканями, кожей, пленками), хорошо совмещаются со смолами и латексами.

Механизм "отражения" ЭМП. Виды используемых материалов.

Механизм отражения

Отражение обусловлено в основном несоответствием волновых характеристик воздуха и материала, из которого изготовлен экран. Отражение электромагнитной энергии определяется через величины, выражаемые как отношение падающей энергии к отраженной (Вотр), которые обычно выражаются в децибелах, либо через коэффициент отражения, определяемый как величина, обратная (Вотр) .

К радиоотражающим материалам относятся различные металлы. Чаще всего используются железо, сталь, медь, латунь, алюминий. Эти материалы используются в виде листов, сетки, либо в виде решеток и металлических трубок. Экранирующие свойства листового металла выше, чем сетки, сетка же удобнее в конструктивном отношении, особенно при экранировании смотровых и вентиляционных отверстий, окон, дверей и т.д. Защитные свойства сетки зависят от величины ячейки и толщины проволоки: чем меньше величина ячеек, чем толще проволока, тем выше ее защитные свойства.Отрицательным свойством отражающих материалов является то, что они в некоторых случаях создают отраженные радиоволны, которые могут усилить облучение человека.

Отражающие ЭМП РЧ экраны выполняются из металлических листов, сетки, проводящих пленок, ткани с микропроводом, металлизированных тканей на основе синтетических волокон или любых других материалов, имеющих высокую электропроводность.

Механизм "поглощения" ЭМП. Виды используемых материалов.

Поглощение ЭМП обусловлено диэлектрическими и магнитными потерями при взаимодействии электромагнитного излучения с радиопоглощающими материалами. В последних также имеют место рассеяние (вследствие структурной неоднородности Р. м.) и интерференция.

Виды радиопоглощающих материалов (Р. м.)

Немагнитные Р. м. подразделяют на интерференционные, градиентные и комбинированные.

Интерференционные Р. м. состоят из чередующихся диэлектрических и проводящих слоев. В них интерферируют между собой волны, отразившиеся от электропроводящих слоев и от металлической поверхности защищаемого объекта.

Градиентные Р. м. (наиболее обширный класс) имеют многослойную структуру с плавным или ступенчатым изменением комплексной диэлектрической проницаемости по толщине (обычно по гиперболическому закону). Их толщина сравнительно велика и составляет > 0,12 - 0,15 λмакс, где λмакс - максимальная рабочая длина волны. Внешний (согласующий) слой изготавливают из твёрдого диэлектрика с большим содержанием воздушных включений (пенопласт и др.), с диэлектрической проницаемостью, близкой к единице, остальные (поглощающие) слои - из диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью (стеклотекстолит и др.) с поглощающим проводящим наполнителем (сажа, графит и т.п.). Условно к градиентным Р. м. относят также материалы с рельефной внешней поверхностью (образуемой выступами в виде шипов, конусов и пирамид), называемые шиловидными Р. м.; уменьшению коэффициента отражения в них способствует многократное отражение волн от поверхностей шипов (с поглощением энергии волн при каждом отражении).

Комбинированные Р. м. - сочетание Р. м. градиентного и интерференционного типов. Они отличаются эффективностью действия в расширенном диапазоне волн.

Группу магнитных Р. м. составляют ферритовые материалы, характерная особенность которых - малая толщина слоя (1 - 10 мм).

Различают Р. м. широкодиапазонные (λмакс/λмин > 3 - 5), узкодиапазонные (λмакс/λмин ~ 1,5 - 2,0) и рассчитанные на фиксированную (дискретную) длину волны (ширина диапазона < 10-15% λраб); λмин и λраб - минимальная и рабочая длины волн.

Обычно Р. м. отражают 1 - 5 % электромагнитной энергии (некоторые - не более 0,01%) и способны поглощать потоки энергии плотностью 0,15 - 1,50 вт/см2 (пенокерамические - до 8 вт/см2). Интервал рабочих температур Р. м. с воздушным охлаждением от минус 60°С до плюс 650°С (у некоторых до 1315°С).

II. Литературный обзор

Магнитное поле - это особая форма материи, которая порождается движущимися заряженными частицами, то есть электрическим током .

Геомагнитное поле земли - это область пространства, где проявляются магнитные силы Земли, созданы макроскопическими немолекулярными токами. Аномальные значения на северном и южном полюсе земли. Оно обладает напряжённостью и оказывает влияние на все живые организмы и процессы, происходящие в них. Оно оказывает воздействие на человека как благоприятное, так и неблагоприятное. Это природное магнитное поле. Но существуют электромагнитные поля, которые излучаются разнообразной электротехникой (компьютеры, телевизоры, холодильники, СВЧ - печи, телефоны и другие) .

Электромагнитное излучение - это электромагнитные волны, возбуждаемые различными излучающими объектами, заряженными частицами, атомами, молекулами, антеннами и пр. В зависимости от длины волны различают гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны и низкочастотные электромагнитные колебания. Несмотря на явные различия, все названные виды излучений – в сущности, разные стороны одного явления .

Источники электромагнитного излучения

Основные источники энергии ЭМ полей - это трансформаторы ЛЭП, расположенные вблизи мест обитания человека, телевизоры, компьютеры, разнообразные электроприборы бытового и производственного назначения, антенные устройства радио-, телевизионных и радиолокационных станций, работающих в широком диапазоне частот, и другие электроустановки. Электромагнитная энергия, излучаемая передающими радиотехническими объектами и высоковольтными ЛЭП, проникает в жилые и общественные здания. Несмотря на то, что ЭМ поле радиочастот относится к 5

мало интенсивным факторам, оно подлежит гигиеническому нормированию как фактор,

оказывающий сильное влияние на генофонд и здоровье человека. Но основным источником электромагнитного «загрязнения» на кухне, имеющим высокие, ультравысокие, и сверхвысокие частоты, являются СВЧ – печи, которые в силу самого принципа своей работы, не могут не излучать ЭМП. В принципе, их конструкция должна обеспечивать соответствующую защиту (экранировку). Так вот, измерения показывают на расстоянии 30 см от дверцы печи - 8 мкТл. Хотя пища готовится относительно недолго, но лучше отойти на метр-два, где, как показывают замеры, величина плотности потока энергии ниже санитарно-гигиенических норм. Частота ручных радиотелефонов ниже, чем у СВЧ-печей. "Мобильники" создают ЭМП различной интенсивности (450, 900, 1800 МГц), что зависит от типа системы. Но проблема заключается в том, что источник излучения максимально приближен к важнейшим структурам мозга .

Установленные нормы ЭМИ

Исследования биологического действия ЭМП ПЧ, выполненные в СССР в 60-70х годах, ориентировались в основном на действие электрической составляющей, поскольку экспериментальным путем значимого биологического действия магнитной составляющей при типичных уровнях не было обнаружено. В 70-х годах для населения по ЭП ПЧ были введены жесткие нормативы и по настоящее время являющиеся одними из самых жестких в мире. Они изложены в Санитарных нормах и правилах "Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты"№ 2971-84. В соответствии с этими нормами проектируются и строятся все объекты электроснабжения. Несмотря на то, что магнитное поле во всем мире сейчас считается наиболее опасным для здоровья, предельно допустимая величина магнитного поля для населения в России не нормируется. Причина – нет денег для исследований и разработки норм. Большая часть ЛЭП строилась без учета этой опасности. На основании массовых эпидемиологических обследований населения, проживающего в условиях облучения магнитными полями ЛЭП как безопасный или "нормальный" уровень для условий продолжительного облучения, не приводящий к онкологическим заболеваниям, независимо друг от друга шведскими и американскими специалистами рекомендована величина плотности потока магнитной индукции 0,2 – 0,3 мкТл .
В домашнем быту.
Важнейшей территорией в любой квартире является кухня. Бытовая электроплита излучает ЭМП на расстоянии 20 - 30 см от передней панели (там, где обычно стоит хозяйка) уровень, которого составляет 1-3 мкТл (в зависимости от модификации). По данным Центра электромагнитной безопасности, у обычного бытового холодильника поле небольшое (не выше 0,2 мкТл) и возникает только в радиусе 10 см от компрессора и только во время его работы. Однако у холодильников, оснащенных системой удаления обледенения ("no frost") превышение предельно допустимого уровня можно зафиксировать на расстоянии метра от дверцы. Неожиданно малыми оказались поля от мощных электрических чайников. Но все равно на расстоянии 20 см от чайника поле составляет около 0,6 мкТл. У большинства утюгов поле выше 0,2 мкТл обнаруживается на расстоянии 25 см от ручки и только в режиме нагрева. Зато поля стиральных машин оказались достаточно большими. У малогабаритной машины поле у пульта управления составляет 10 мкТл, на высоте одного метра 1 мкТл, сбоку на расстоянии 50 см - 0,7 мкТл. В утешение можно заметить, что большая стирка - не столь частое явление, да и при работе автоматической стиральной машины хозяйка может отойти в сторонку. А вот близкого общения с пылесосом надо избегать, так как возникает излучение порядка 100 мкТл. Рекорд держат электробритвы. Их поле измеряется сотнями мкТл .

Вред излучений

Электромагнитные волны различных диапазонов, в том числе и радиочастотных, существуют в природе, образуя довольно постоянный естественный фон.

Увеличение количества и рост мощности источников высокочастотных электрических токов, источников не ионизирующей радиации создает дополнительное искусственное ЭМ поле, повреждающее гены и генофонд всего живого, что оказывает неблагоприятное влияние на состояние здоровья человека. В связи с этим уже давно возникла проблема медико-биологического изучения влияния мало интенсивного ЭМ - излучения на организм человека .

Многие виды излучения организмом не ощущаются, но это совсем не значит, что они не оказывают на него никакого воздействия. Электромагнитные колебания низких частот, радиоволны и электромагнитное поле создают электрический смог. Электромагнитное излучение средней силы органами чувств не ощущается, поэтому у людей складывается мнение об их безвредности для организма. При излучении высокой мощности можно почувствовать тепло, исходящее от источника ЭМИ. Влияние электромагнитного излучения на человека выражается в функциональном изменении деятельности нервной системы (в первую очередь головного мозга), эндокринной системы, приводит

к появлению свободных радикалов и способствует повышению вязкости крови. Ухудшение памяти, болезни Паркинсона и Альцгеймера, онкологические заболевания, преждевременное старение – вот далеко не полный перечень заболеваний, вызываемых небольшим, но постоянным воздействием электронного смога на организм. Сверхмощные электромагнитные влияния способны вывести из строя приборы и электроаппаратуру.

Кроме мутагенного (повреждение структуры генома), ЭМП оказывает эпигеномное,

геномодуляторное действие, во многом объясняющее ненаследственные психосоматические заболевания, вызываемые неионизирующими излучениями. Среди разновидностей искусственных ЭМП и излучений в домах и квартирах особую опасность представляет собой излучение, создаваемое различными видеоустройствами - телевизорами, видеомагнитофонами, компьютерными экранами, разного рода мониторами

В специальной литературе указываются следующие проявления вредоносного воздействия электромагнитного излучения на организм человека:

· Генная мутация, за счет которой возрастает вероятность возникновения онкологических заболеваний;

· Нарушения нормальной электрофизиологии человеческого организма, что вызывает головные боли, бессонницу, тахикардию;

· Повреждения глаз, вызывающие различные офтальмологические заболевания, в тяжелых случаях – вплоть до полной потери зрения;

· Видоизменение сигналов, подаваемых гормонами околощитовидных желез на мембранах клеток, торможение роста костного материала у детей;

· нарушение трансмембранного потока ионов кальция, что препятствует нормальному развитию организма у детей и подростков;

· Накопительный эффект, который возникает при многократном вредоносном воздействии излучения, в конечном счете, приводит к необратимым негативным изменениям .

Биологический эффект ЭМВ в условиях длительного многолетнего воздействия

накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания. Особо опасными ЭМВ могут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечнососудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом .