сдача бжд на отлично. БЖД Лекции. Бжд тема Основные принципы защиты
 Скачать 1.42 Mb.
|
|
РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОВЕК В МИРЕ ОНАСНОСТЕЙ 207 Табл. 72 Характернетини электромагнитных полей и язлучений ние Хармитер ЭМИ я ны Статические | Постоянное ЭМП. 8 - Низко- Крайне и сверхяизкие ЭМИ 3-(102...102) . 40°... 10" маты | Ивфра-, очень низкно, низкие ЗМИ | 3-(10*...10*) 407... 10* Длинные волны (ДВ} 3-(#0*... 10) 10 _ 10% Средине волны (СВ) 3-(410°...30%} 08...40? «е8лио- | Короткие волны (КВ) 3-(10'..107 | 10%. Ультракороткие волны (УКВ) 3-(10*... 10%) 40'._.10° Микроволны (СВЧ) 3-(108...10''} 19°...10 2 Инфракрасное излучение 3-(102...40“) 0 4.10 Оптические | Видимое излучение 3.40“ {0,39...0,16).10 6 Ультрафиолетовое излучение ЗН 10} #0 *.. 107 Рентгеновское излучение 3-007..40°) #0 8.107" я Гамма-излучение 3-(402...#022) 0.10 Космическое излучение 23-108 < 10° микроволновые печи, телевизоры любых модификаций, мобильные телефоны. В связи с последними данными о воздействии магнитных полей промышленной частоты в настоящее время признаются источ- никами риска электроплиты © электроподводкой, электрогрили, утю- ги, холодильники (при работающем компрессоре) и другие бытовые электронриборы, включая электробритвы и электрочайники. Втабл. 7.2 представлен полный спектр электроматвитных излуче- ний с указанием принятого на практике названия волн, диапазона частот и длин волн. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Электромагнитное попе Земли — необходимое условие жизни чело- века. Жизнь на нашей планете возникла в тесном взаимодействии с элек- тромагиитными излучениями и прежде всего с электромагнитным по- лем Земли. Человек приспособился к земному полю в процессе своего развития, и оно стало не только привычным, но и необходимым услови- ем нашей жизни. Нак увеличение, так и уменьшение интенсивности естественных полей способно сказаться на биологических процессах. 208 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Элентромагнитная сфера нашей планеты определяется в основном электрическим (Е = 129...150 В/м} и магнитвым (Н = 24...40 А/м) по- лями Земли, атмосферным электричеством, радиоизлучением Солица. и галактик, а также полями искусственных источников (мощных ра- диостанций, промышленного электротермического оборудования, ис- следовательских установок, измерительных и контролирующих уст- ройств идр.). Диапазон естественных и искусственных полей очень широк: начиная от постоянных магнитных и электростатических по- лей и кончая рентгеновеким и гамыа-излучением частотой 3.102" Гци выще. Каждый из диапазонов электромагнитных излучений по-раз- ному влияет нё развитие живого организма. В частности, ЭМИ свето- вого диапазона (с длиной волн 0,39...0,76 мкм) не только играют ог- ромную роль, являясь сильным физиологическим фактором биорит- Мики живого, но и оказывают мощное информациовное воздействие наорганизм через органы зрекия или другие световые рецепторы. В откошении действия естественных полей отметим, что усиление электрического поля перед грозой и во время грозы характеризуется дискомфортностью самочувствия человека, а магнитные бури, связан- ные с солнечной активностью, влияют не только на ослабленных и пожилых людей, но являются одной из причин многих автодорожных и других аварий. Ослабленные естественные поля стали предметом изучевия прежде всего в связи с развитием космонавтики. Опыты, проведенные над животными (в частности, мышами), показывают, что значительное уменьшение геомагнитного поля через определенный отрезок времени (во втором поколении) способно вызвать существен- ное изменение процессов жизнедеятельности: нарушается деятель- воеть печени, почек, половых желез, но самое главное — появляются опухоли в разных органах. Существует гипотеза ученого из США Мак-Лина, связывающая увеличение раковых заболеваний человека со снижением магнитного поля нашей планеты, которое по его расчетам за последние 2,5 тысячи лет уменьшилось на 66%. Экранирование от электрических полей так- же не проходит бесследно для живых организмов. Было отмечено уве- личение смертности подопытных мышей после 2—3 недель пребыва- ния # экранированном от внешних электрических полей пространст- ве, прежде всего за счет нарушений регуляции обызна веществ в организме. В 2003 г. приняты санитарные нормы, в которых установ- лен новый показатель — ослабление геомагнитного поля (см. 85.5). Механизм воздействия ЭМП на биологические объекты очень сло- жен и недостаточне изучен. Но в упрощенном виде это воздействие можно представить следующим образом: в постоянном электрическом РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОВЕК В МИРЕ ОПАСЛОСТЕЙ 203 ноле молекулы, из которых состоит тело человека, поляризуются и ори- ентируются по направлению поля в жидкостях, в частности в крови, под электрическим заздействием появляются ионы я, как следствие, токи. Однако ионные токи будут протекать в ткани только по межклеточной жидкости, тан как при постоянном поле мембраны клеток, являясь хо- рошими изоляторами, издежно язолируют внутриклеточную среду. При повышении частоты внешнето ЭМП злектрические свойства живых тканей меняются: они теряют свойства диэлектриков и прноб- `ретают свойства проводников, причем это изменение происходит не- равномерно. С дальнейптим возрастанием частоты индущирование кон- ных токов постепенно замещается поляризацией молекул. Цеременное поле вызывает нагрев тканей человека как за счет пе- ременной поляризации диэлектрика, так м за счет появления токов проводимости. Тепловой эффект является следотвием поглощения энергии электромагнитного поля. На высоких частотах, прежде всего в диапазоне радиочастот {108..10 Ги}, энергия ироннишего в оргз- низы поля многократно отражается, преломляется в многослойной структуре теля с разными толщинзми слоев тканей. Вследствие этого энергия ЭМИ поглощается неодинаково, поэтому воздействие на раз- ныеткани происходит также неодинаково. Тепловая энергия, возникшая в тканях человека, увеличивает об- щее тепловыделение тела. Если механизм терморегуляции тела не способен рассеять избыточное тепло, возможно повышение темпера- туры тела. Это происходит, начиная с интенсивности поля равной 100 Вт/м?. Эго значение называется тепловым порогом. Органы и тка- ни человека, обладающие слабо выраженной терморегуляцией, более чувствятельны к облучению {мозг, глаза, почки, кишечник, семенни- ки}. Перегревание тканей и органов ведет к их заболеваниям, а повы- шение температуры тела на 1°С и выше недопустимо из-за возмож- ных необратимых изменений. Исследования показаля, что влияние ЭМИ высоких частот, и осо- бенно СВЧ, на живой организмы обнаруживается и при интенсявно- стях ниже тепловых порогов, то есть имеет место их нетепловое воз- действие, которое, как предполагают, является результатом ряда мик- ропроцессов, протекаюзщих под действием полей. Отрицательное воздействие ЭМП вызывает как обратимые, таки необратимые изменения з организме: торможение рефлексов, пони- жение кровяного давления (гипотонию), замедление сокращений серд- ца (брадикардию), изменение состава крови в сторону увеличения числа лейкоцитов и уменьшения зритроцитов, помутнение хрустани- ка глаза (катаракту). 210 БЕЗОНАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Субъективные критерии отрицательного воздействия ЭМИ — это головные боли, повышенная утомляемость, раздражительносль, нару- шения сна, одышка, ухудшение зрения, повышение температуры тела. Наряду © биологическим действием, электростатическое поле и электрическое поле промышленной частоты обусловливают возник- ноненив разрядов между человеком и другим объектом, имеющим нной, чем у человека, потенциал. Зарегистрированные при этом токи не представляют особой опасности, во могут вызывать неприятные ошущения. В любом случае такого рода воздействия можно предот- вратить путём простого заземления крупногабаритных (автобус, ме- таллическая крыша деревянного здания и пр.) и протяженных (тру- бопровод, проволочная изгородь ит. п.) объектов, так как на них из- забольшой емкости накапливается достаточный заряд и существенный потенциал, которые могут обусловить заметный разрядный ток. В последнее время появляются публикации о возможном влиянии нринтенсивных магнитных полей на возникновение злокачественных заболеваний. В частности, ученые Швеции обнаружили, что дети до 15 лет, проживаюние около ЛЭП, при магнитной индукаии 0,2 мкТл заболевают лейкемией в 2,7 раза чаще, чем в контрольной группе, уда- ленной от ЛЭП, и в 3,8 раза чаще, если индукция выше 0,3 мк’Гл, то есть при напряженности магнитного поля около 0,24 А/м. Существует бользное количество гипотез, объясняющих биологи- ческов действие магнитных полей. В основном они сводятся к индук- тированию токов в живых тканях н непосредственному влиянию поля на клеточном уровне. В табл. 7.3 приведены значения напряженности Табл. 7.3 Проявление физических механизмов в элвисимости от напряженности магнитного лоля (МП) физические механизмы действия МИ, источиикн МП, Наприжениость, бножгичесние уровни кА/к Нарушение пространственной орнентации биомолекул 800 Магнитогидротормозной эффект 160 Изменение электрепроводности воды 115 ЭДС самоиндукцни, соответствующая биопотенциалам человека 80 Магнитные эффекты в химических реакциях 8..80 Увеличение ИЯзкОСТИ воды 44 ИДУ при 3-часовом рабочем дне для постоянного МП 8 Курская магнитная аномадия 9,16 Геомагнитное поле 0,025...0,.04 РАЗЦЕЛ 7. ЧЕЛОНЕК В МИРЕ ОПАСНОСТЕЙ 241 постоянного и низкочастотного магнитного поля, при которых начи- нает проявляться тот или иной физический механизм. Относительно безвредным для человека в течение длительного вре- мени следует признать МП, имеющее напряженность, как у геомаг- нитного поля и его аномалий, то есть не более 0,15...0,2 кА/м. При более высоких напряженностях МП ивчинает проявляться реакция на уровне организма. Характерной чертой этих реакций является дли- тельная залвржка относительно начала действия МП, а также ярко выраженный кумулитивный эффект при длительном действии МП. В частности, эксперименты, проведенные на людях, показали, что че- ловек начинает ощущать МП, если оно действует не менее 3...7 с. Это ощущение сохраняется некоторое время {около 10 с) в поеле оконча- ния действия МП. Интересные данные получены А. В. Сосуновым: постоянное маг- нитное поле напряженностью 48 кА/м стимулировало рост раковых клеток в тканевых культурах, но при напряженности 160 кА/м боль- штинство раковых клеток погибало. Приведем также результаты экспе- риментов Института гигиены труда им. Ф. Ф. Эрисмана. Сотрудники этого института установили, что вода, обработанная магнитным полем в 150 кА/м, не вызывала серьезных изменений в организме подопытных крыс. В то же время, когда крысы начинали пить воду, обработанную более сильным магнитным полем {400 кА/м}, у них возникали предпа- тологические изменения в нернной я кровеносной системах, а также в самой крови. Эти данные свидетельствуют о неоднозначности реакций организ- ма на воздействие ЭМП, прежде всего его магнитной составляющей. Следовательно, необходима большая осторожность при использова- нии ЭМП, а также тщательность и серьезные обоснования при гигие- ническом нормнровании полей. ПРИНЦИПЫ БОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В настоящее время в качестве определяющего параметра при оцен- ке влияния поля (как электрического, так и магнитного} частотой до 10...30 кГц принято использовать плотность индуктированного в ор- ганизме злектрического тока. Считается, что плотность тока проводи- мости } < 0,1 мкА /см?, индуктированного внешним полем, не влияет на работу мозга, так как импульсные биотоки, протекающие в мозгу, имеют большие значения. В табл. 7.4 представлены возможные эф- фекты организма в зависимости от плотности тока, наведенного пере- менным полем в теле человека. 212 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Тобл. 7.4 Возможные эффекты от наведечного тока ЗПлоинечь инд ро ваниого тока д нА м Наблюдвемые эффекты 1 Нет 10 Мелькание световых кругов в тлззах, как при надавлива- нии на глазное яблоко Острые ненралгические симлтомы, полобные тем, что вы- 10...50 зываются электрическим током, то есть проявляется сти- муляция сенсорных редептороя и мытечных клеток Возрастает вероятность фибриллиции желудочка сердца, > 100 возможны остановка сердечной деятельности, длительный спави дыхательных инт. могут быть серьезные ожоти Оценку опасности для здоровья человека выводят из связи между значением плотности тока, наведенного в тканях, и характеристиками ЭМП. Плотность тока, индуцированного магнитным полем, определя- этся из выражения ° , 1 = ПАВ, где В — магнитная индукция, Тл, В = Я; {— частота, Гц; у — удель- ная проводимость, Сы/м; А — радиус биологического объекта, м. Для удельной проводимости мозга принимаюту = 0,2 См/м, для сер- дечной мышцы = 0,25 См/м. Если принять радиус А = 7,5 см для голо- вы и 6 см для сердца, произведение уА получается одинаковым в обоих случаях. При таком подходе можно считать, что безопасная для здоро- вья магнитная индукция составляет около 0,4 мТл при 50 или 60 Гц, что эквивалентно напряженности магнитного подя Я < 300 А/м. Плотность тока, индуцированного в теле человека электрическим полем Ё, оценивают по формуле . 12 с различными коэффициентамя А для области мозга и сердца. Для ори- ентироночных расчетов, поскольку важно оценить порядок плотноети тока ;, принято & = 3-10- Си/(Ги-м}. В области частот от 30 до 1900 кГи механизм воздействия полей че- рез возбуждение нервных и мышечных клеток уступает место тепло- вому воздействию. В этом случае в качестве определяющего фактора принимают удельную мощность поглощения. В соответствии с различ- выми международными предписаниями считается, что в качестве дос- таточно безопасного предела энергии, поглощенной телом человека, можно принять 0,4 Вт/кг (в стандарте ФРГ УБЕ 0848, часть 2). В диз- пазоне частот от 100 МГц до 3 ГГц следует учитывать возможность воз- никновения резонансных эффектов в теле человека и в области голо- вы, на это при нормировании должна быть сделана поправка. РАЗДЕЛ 2, ЧЕЛОВЕК 8 МИРЕ ОПАСНОСТЕЙ 213 НОРМИРОВАНИЕ ЭМП НРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ И СТАТИЧЕСКИХ ПОЛЕ Для электростатичестих полей (ЭСП) согласно ГОСТ 12.1.045-84, а также СанПиН 2.2.4.1191-03 значение предельно допустимой на- пряженности поли НН рабочих местах в зависимости от времени рас- считывается по формуле Ё = 60/\/ кВум, где: = 1..9 ч. В соответствии с пормами предельное значение напряженности . поля Еду, при которой допускается работать в течение часа, равно 60 кВ/м. При напряженностях ЭСП, превышаюнуих 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается. В течение рабочей смены разрешается работать без специальных мер защиты при напря- женностя. до 20 кВ/м. Для определения допустимого времени пребывания в электроста- тическом поле без защитных мер в зависимости от фактической на- пряженности Еф„„г следует пользоваться формулой 210 = (Ашщу/Ефана)”. Даля электрического поля промьшиленной частоты. в соответствии в ГОСТ 12.1.002-84, а также СанПиН 2.2.4.1191-03 предельно допус- тимый уровень напряженности электрического поля, пребывание в ко- тором не допускается без применения специальных средств защиты, равен 25 кВ/м. При напряженности поля свыше 20 кВ/м до 25 кВ/ы время нахождения персонала в поле не должно превышать 10 мин. Согласно нормам допускается пребывание персонала без специаль- ных средств защиты в течение всего рабочего дня в электрическом поле напряженностью до $ кВ/м. В интервале свыше 5 кВ/м до 20 кВ/м вкаючительно допустимое время пребывания 7 (ч} определяется по формуле Г З0/Е - 2, где Е — напряженность розлойствующего ноля в контролируемой зоне, кВ/м. п ри нахождении персонала в теченне рабочего дня в зонах с раз- личкой напряженностью ЭП приведенное время пребывания вычнс- ляют по формуле: Ту = ВИТ + НЫ Та» +... + БТ), где 2, ко, ---, йын И Те Тк --., Гы — фактическое и допустимое время пребывания в зонах с напряженностью #1, Е», ..., Ан. При необходимости определения предельно допустимой напряжен- ности электрического поля при заданном времени пребывания в нем уровень напряженности в кВ/м вычисляется по формуле Е = 50/(Т+2), где Г — время пребывания в электрическом поле, ч. Внутри жилых зданий согласно СН 2971-84 Аи, = 0,5 кВ/м, на территории зоны жилой застройки — 1 кВ/м. 248 ВЕЗОНАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Длл постоянных мпенитных полей в соответствии с СанНиН 2.2.4.1191-03 установлена напряженность поля Нл, = 8 кКА/м в тече- ние рабочей смены при работе с магнитными установками и магнит- ными материалами. . Дая периодического (синусоидального) магнитного поля частотой 50 Гц предельно допустимые уровни длл условий общего (на все тело} и локального (на конечности} воздействия приводены в табл. 7.5. | Для импульсных магнитных полей частотой 50 Гц в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 связь между общим временем 7 воздействия в течение рабочего дня и предельно допустимой напряженностью поля Ниу приведена в табл. 7.6. . Таба 7.5 Допустимые уровни воздействия перподического магнитного поли частотой 50 Гц Допустимые уровни Да мые уровня Время Н (Ам) / В (мнТ} Время Н (Аи) / В (мкТа) пребнуаяия прн воздействиям пребывания прн воздействик в поле, ч - . в воле, < общем локальном общем локальном 2 800 / 1000 | 3240 /4000 $ 80 {100 8007/1000 Предельно допустимая напряженность Ё/„, импульсного магниткого поля частотой 50 Гл в различных режимах Табл. ТВ Время Янду, КА/м Вреня АРдуя ВАХ воэдейет- возхейет- вия, ч Режим 1 | Режня? | Режим 3 | ‘вия. ч Режим {1 | Режим 2 | Режны 3 < 1,0 6.0 80 10,0 4,/0...5.0 2.5 4,5 6,5 15...29 4.9 6.9 8,9 5,0...6.0 2,0 4,0 6,0 2..3,0 #0 6.0 ва 6,0...7,0 1,6 3,6 5.6 3,0...4,0 3.2 52 72 70..80 14 3,4 24 Зейл. 7.7 Рекомендации Междупародного комизета по неконизирующим излучениях от 1990 т, © НДУ электрического (ЕЁ) и кагнитного (НЯ) полей промытиленной частоты Время пребывании в поле |_ _ див) | . В (*Та} Профессионалы Втеченне рабочего дня 10 0,5 Короткое премия (< 2 ч в день) % 8 Для частей тела н течение рабачега дяи - 25 Ласеление Вплоть до 24 ч в день 5 О (ВО АЛ] Песколько часов в Денъ 10 1 |