Воздействие на организм статических электрических и магнитных по. Воздействие на организм статических электрических и магнитных полей
 Скачать 35.36 Kb.
|
|
Кафедра гигиены и экологии Воздействие на организм статических электрических и магнитных полей Выполнил: Проверила: ОглавлениеВведение 2 1.0 Действие электростатического поля на организм человека и его нормирование 5 2.0 Статические магнитные поля 10 2.1 Биологический эффект статических магнитных полей 11 Заключение 14 Литература 16 ВведениеВоздействие электромагнитных полей – это не новое явление. Однако, в течение XX века воздействие антропогенных электромагнитных полей в окружающей нас среде неуклонно возрастало по мере того, как увеличивающийся спрос на электроэнергию, непрерывно развивающиеся технологии и изменяющиеся формы социального поведения приводили к созданию все большего числа искусственных источников ЭМП. На каждого из нас воздействует целый комплекс слабых электрических и магнитных полей, как дома, так и на работе, в результате производства и передачи электроэнергии, использования бытовой техники и промышленного оборудования, средств телекоммуникации и радио- и телевещания. Очень слабые электрические токи образуются в теле человека в результате химических реакций, происходящих в ходе нормального функционирования организма, даже при отсутствии внешних электрических полей. Например, нервы передают сигналы при помощи электрических импульсов. Большинство биохимических реакций (от биохимии пищеварения, до деятельности мозга) сопровождается перераспределением заряженных частиц. Даже сердце является электрически активным. На сухих руках накапливаются электрические заряды, создающие потенциал до 500 вольт. Земной шар заряжен отрицательно так, что между поверхностью Земли и верхними слоями атмосферы разность потенциалов составляет400 000 вольт. Это электростатическое поле создает между двумя уровнями, отстоящими на рост человека, разность потенциалов порядка 200 вольт, однако человек этого не ощущает, так как хорошо проводит электрический ток и все точки его тела находятся под одним потенциалом. Электрические поля низкой частоты воздействуют на организм человека точно так же, как на любой другой материал, состоящий из заряженных частиц. Когда электрические поля воздействуют на электропроводные материалы, они влияют на распределение электрических зарядов на поверхности таких материалов. Электрические поля являются причиной того, что электрический ток проходит через тело человека и уходит в землю. Низкочастотные магнитные поля индуцируют циркулирующие токи в организме человека. Сила этих токов зависит от интенсивности внешнего магнитного поля. Если токи достаточно сильные, они могут оказывать возбуждающее действие на нервы и мускулатуру, а также влиять на другие биологические процессы. Как электрические, так и магнитные поля могут индуцировать напряжение и токи в организме человека, но даже если человек находится непосредственно под высоковольтной линией электропередач (ЛЭП), индуцированные токи очень слабы в сравнении с пороговыми значениями для возникновения состояния шока или других последствий, обусловленных электричеством. Нагревание является основным биологическим эффектом от радиочастотных электромагнитных полей. Этот эффект использован в микроволновых печах для подогрева пищи. Уровни радиочастотных полей, воздействию которых обычно подвергаются люди, гораздо ниже уровней, способных вызвать значительное нагревание внутренних тканей организма. Ученые исследуют вероятность того, что при продолжительном воздействии поля ниже порогового уровня могут вызвать эффекты нагревания внутренних тканей организма. На сегодняшний день нет подтвержденных данных о неблагоприятных последствиях для здоровья от продолжительного слабого воздействия радиочастотных полей или полей промышленной частоты. Тем не менее, ученые продолжают активно заниматься научными исследованиями в этой области. 1.0 Действие электростатического поля на организм человека и его нормированиеЭлектростатические заряды, возникающие на поверхностях некоторых материалов, как жидких, так и твердых, вследствие электризации образуют электростатическое поле (ЭСП). Электростатические заряды возникают при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материалов, если последний изолирован от земли. При разделении двух диэлектрических материалов происходит разделение электрических зарядов. Материал, имеющий большую диэлектрическую проницаемость, заряжается положительно, а меньшую – отрицательно. Чем больше различаются диэлектрические свойства материалов, тем интенсивнее происходит разделение и накопление зарядов. Интенсивность образования электрических зарядов определяется также силой и скоростью трения. Чем больше сила и скорость трения и больше различие в электрических свойствах, тем интенсивнее происходит образование электрических зарядов. Например, электростатические заряды могут возникнуть при измельчении, пересыпании и пневмотранспортировке твердых сыпучих материалов; при переливании, перекачивании по трубопроводам, перевозке в цистернах диэлектрических жидкостей (бензина, керосина, солярки и др.); при обработке на токарных станках диэлектрических материалов (эбонита, оргстекла и т. д.); при пробуксовывании резиновой ленты транспортера относительно роликов или ремня ременной передачи относительно шкива с потенциалом до 45 кВ. Кроме трения причиной образования статических зарядов является электрическая индукция, в результате которой изолированные от земли тела во внешнем электрическом поле приобретают электрический заряд. Например, на металлических предметах, изолированных от земли, в сухую погоду под действием электрического поля высоковольтных линий электропередач или грозовых облаков могут образовываться значительные электрические заряды. На экранах мониторов положительные заряды накапливаются под действием электронного пучка, создаваемого электронно-лучевой трубкой. Напряженность электростатического поля между экраном дисплея и оператором, как правило, составляет 5-15 кВ/м, что не превышает нормы, но это приводит к уменьшению количества отрицательных ионов в воздухе помещения, загрязнению экрана, а также к увеличению потока мелких частиц пыли на лицо и органы дыхания, к раздражению и зуду кожи, что может привести к кожным заболеваниям. Электростатические заряды образуются на поверхности клавиатуры и “мыши” персонального компьютера в результате трения и могут достигать величин 12-20 кВ/м. Воздействие ЭСП на человека связано с протеканием через него слабого тока. При этом электротравм не бывает. Однако вследствие рефлекторной реакции на раздражение анализаторов на коже человек отстраняется от заряженного тела, что может привести к механической травме от удара о рядом расположенные элементы конструкций, падение с высоты, испуг с возможной потерей сознания. Электростатическое поле большой напряженности способно изменять и прерывать клеточное развитие, вызывать катаракту с последующим помутнением хрусталика. К воздействию электростатического поля наиболее чувствительны ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Длительное пребывание человека в условиях, когда напряженность ЭСП имеет величину более 1 кВ/м, вызывает нервно-эмоциональное напряжение, аккумулирующее утомление, снижение работоспособности, нарушение суточного биоритма, снижение адаптационных резервов организма. Характерны своеобразные “фобии”, обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к фобиям обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью.
Наибольшая опасность электростатических зарядов заключается в том, что искровой разряд может обладать энергией, достаточной для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. При напряжении 3 кВ искровой разряд может вызвать воспламенение почти всех паро- и газовоздушных смесей; при 5 кВ – воспламенение большей части горючих пылей. Так, удаление пыли из диэлектрического материала, находящегося в рабочей зоне, с помощью вытяжной вентиляции может привести к накоплению в газоходах электростатических зарядов и отложений пыли. Появление искрового разряда в этом случае может вызвать воспламенение или взрыв пыли. При перевозке легковоспламеняющихся жидкостей, при их перекачке по трубопроводам, сливе из цистерны или при плескании жидкостей в них накапливаются электростатические заряды, и может возникнуть искра, которая воспламенит жидкость. Допустимые уровни напряженности электростатических полей в производственных условиях устанавливаются СанПиН 2.2.4.1191 -03 в зависимости от времени его воздействия на работника за смену. Предельно допустимое значение напряженности ЭСП устанавливается равным 60 кВ/м в течение 1 ч. При воздействии ЭСП более 1 ч за смену предельно допустимые уровни Епду определяются по формуле  где t – время воздействия, ч. При напряженности ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в поле не регламентируется. В диапазоне напряженностей от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания работника в ЭСП без средств защиты определяется по формуле  где Ефакт – измеренное значение напряженности ЭСП, кВ/м. При напряженности ЭСП, превышающей 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается. 2.0 Статические магнитные поляТело относительно прозрачно для статических магнитных полей. Естественное магнитное поле является суммой внутреннего поля, связанного с действием Земли как постоянного магнита, и внешнего поля, генерируемого в окружающей среде такими факторами, как солнечная активность или атмосферные помехи. Внутреннее магнитное поле Земли возникает из-за электрического тока, протекающего по верхнему слою земного ядра. Существуют значительные локальные различия в напряженности этого поля, средняя величина которого варьируется от, приблизительно, 28 A/m на экваторе (соответствуя плотности магнитного потока около 35 mT в немагнитном материале типа воздуха) до, примерно, 56 A/m на геомагнитных полюсах (что соответствует примерно 70 mT в воздухе). Искусственные поля на много порядков сильнее полей естественного происхождения. Искусственные источники статического магнитного поля включают в себя все устройства, имеющие провода, переносящие прямой ток. К ним относятся многие виды промышленных устройств и оборудования. В линиях передач энергии постоянного тока статические магнитные поля создаются движущимися зарядами (электрическим током) в двухпроводной линии. Для воздушной линии, плотность магнитного потока на уровне земли составляет, примерно, 20 mT при линии 500 kV. Для подземной линии передач, проходящей на глубине 1.4 m и несущей максимальный ток силой, примерно, 1 kA, максимальная плотность магнитного потока на уровне земли составляет менее 10 mT. 2.1 Биологический эффект статических магнитных полейСвидетельства, полученные в ходе экспериментов с лабораторными животными, говорят о том, что при плотности статического магнитного потока, равной или меньше 2 T, не наблюдается существенных эффектов воздействия поля на многие факторы развития, поведения или физиологии. Исследования на мышах также не выявили какого-либо ущерба для утробного плода при экспозиции магнитным полям, не превышающим 1 T. Теоретически, в сильном магнитном поле магнитные эффекты могут задерживать протекание крови и вызывать подъем кровяного давления. Сокращение кровотока, максимально, на несколько процентов может ожидаться при 5 T, но при 1.5 T подобное сокращение у исследовавшихся людей замечены не были. Некоторые исследования на рабочих, занятых в производстве постоянных магнитов, выявили различные субъективные симптомы и функциональные расстройства: раздражительность, усталость, головную боль, потерю аппетита, брадикардию (замедленное сердцебиение), тахикардию (ускоренное сердцебиение), пониженное кровяное давление, измененную ЭЭГ, зуд, жжение и онемение. Однако недостаточный статистический анализ и оценка влияния физических или химических опасностей в рабочей среде значительно уменьшают достоверность этих отчетов и затрудняют их оценку. Хотя исследования и не дают результата, они все же предполагают, что, если в действительности и возникают долгосрочные эффекты, то они очень незначительны. Также не было отмечено никаких реальных кумулятивных эффектов. У людей, подвергавшихся воздействию магнитного потока плотностью 4T, отмечалось возникновение сенсорных эффектов, связанных с движением в поле. К таким эффектам относились, например, вертиго (головокружение), чувство тошноты, металлический привкус во рту и магнитные ощущения при движении глаз или головы. Однако два эпидемиологических исследования совокупных данных о состоянии здоровья рабочих, хронически подвергавшихся воздействию статического магнитного поля, не смогли выявить какие-нибудь значительные последствия этой экспозиции для здоровья. Данные о состоянии здоровья 320 рабочих были получены на предприятиях, использующих большие электролитические камеры для процессов химического разделения. Средний уровень статического поля в рабочей среде составлял 7.6 mT, а максимальное поле достигало 14.6 mT. Небольшие, но в пределах нормы, изменения в количестве лейкоцитов были обнаружены у группы, подвергшейся экспозиции, в отличие от 186 человек контрольной группы. Ни одно из наблюдавшихся временных изменений кровяного давления или других показателей крови не было сочтено проявлением серьезного вредного эффекта, связанного с экспозицией магнитному полю. В другом исследовании оценивалась частота случаев заболевания у 729 рабочих, подвергавшихся профессиональной экспозиции статическим магнитным полям. Контрольная группа состояла из 792 не подвергавшихся экспозиции рабочих, которые совпадали по возрасту, расе и социально-экономическому статусу с представителями первой группы. Диапазон экспозиции магнитному полю варьировался от 0.5 mT для продолжительных промежутков времени до 2 T для периодов в несколько часов. Никаких статистически важных изменений в частоте случаев заболевания 19 видами болезней в группе, подвергавшейся экспозиции, по сравнению с контрольной группой, не наблюдалось. Никаких различий в уровне заболеваемости не было выявлено и в подгруппе из 198 рабочих, которые подвергались воздействию поля 0.3 T или больше на один час и долее, по сравнению с остальными участниками группы или соответствующими представителями контрольной группы. Отчет по обследованию рабочих алюминиевой промышленности описывал возрастание уровня смертности от лейкемии. Хотя это эпидемиологическое исследование выявило повышенный риск рака для людей, непосредственно связанных с производством алюминия, где рабочие подвергаются воздействию больших статических магнитных полей, на сегодняшний день, не существует очевидных свидетельств для определения того, какие точно канцерогенные факторы рабочей среды ответственны за это. Процесс, применяющийся для выделения алюминия из руды, создает жидкие продукты перегонки угля, летучие смолы, фтористые испарения, оксиды серы и углекислый газ. Некоторые из этих соединений могут быть более вероятными кандидатами на создание вызывающих рак эффектов, чем экспозиция магнитному полю. В исследовании, проведенном среди рабочих алюминиевой промышленности Франции, смертность от рака и совокупная смертность (от всех возможных причин) весьма незначительно отличались от смертности, наблюдавшейся среди всего мужского населения Франции (Мюр (Mur) и др. 1987). Другой негативный результат, связывающий экспозицию магнитным полям с возможным раковым исходом, получен от изучения группы рабочих хлорощелочной установки, где постоянные токи силой 100 kA DC, применявшиеся для электролитического производства хлорина, вызывали увеличение плотности статических магнитных потоков на рабочих местах с 4 до 29 mT. Полученное в итоге наблюдений число случаев рака у этих рабочих за 25-летний период незначительно отличалось от ожидаемого результата. ЗаключениеОрганизм обладает тонкими механизмами для того, чтобы подстроиться к множеству самых разных воздействий, которые мы испытываем в условиях окружающей среды. Постоянные изменения являются непременной частью нашей жизни. Однако нет сомнений в том, что организм не обладает адекватными компенсационными механизмами в отношении всех биологических эффектов. Изменения необратимого характера, создающие продолжительный по времени стресс для организма, могут представлять угрозу для здоровья. Неблагоприятное воздействие на здоровье вызывает поддающиеся обнаружению нарушения здоровья у человека, подвергшегося такому воздействию, или у его/ее детей; с другой стороны, биологические эффекты необязательно вызывают неблагоприятные последствия для здоровья. Неоспоримым является тот факт, что электромагнитные поля выше определенного уровня могут вызывать биологические эффекты. Эксперименты, проведенные на здоровых волонтерах, указывают на то, что кратковременное воздействие полей тех уровней, которые присутствуют в окружающей среде или в нашем доме, не вызывает явных пагубных последствий. В отношении воздействия ЭМП более высокого уровня, способных причинить вред здоровью, существуют строгие ограничения, сформулированные в национальных и международных руководствах. В настоящее время основные споры ведутся вокруг того, может ли продолжительное воздействие полей низких уровней вызвать биологические ответные реакции организма и повлиять на самочувствие людей. За последние 30 лет опубликовано около 25 тысяч статей по проблемам биологических эффектов и медицинского применения неионизирующего излучения. Несмотря на то, что некоторые люди считают, что следует и дальше наращивать научные исследования в этой области, на сегодняшний день научные знания в ней гораздо шире, чем знания в отношении большинства химических веществ. На основе недавно проведенного углубленного обзора научной литературы, ВОЗ пришла к выводу о том, что имеющиеся фактические данные не указывают на существование неблагоприятных последствий для здоровья от воздействия электромагнитных полей низких уровней. Однако в знаниях о биологических эффектах имеются определенные пробелы, что вызывает необходимость проведения дальнейших научных исследований. Некоторые представители общественности объясняют целый ряд симптомов «размытого» характера тем, что в домашних условиях мы подвергаемся слабому воздействию электромагнитных полей. К числу отмечаемых симптомов относятся следующие: головная боль, чувство беспокойства, суицидальные настроения и депрессия, тошнота, чувство усталости и потеря либидо. На сегодняшний день нет научно обоснованных данных, подтверждающих наличие связи между этими симптомами и воздействием электромагнитных полей. По крайней мере, некоторые из перечисленных проблем со здоровьем могут возникать из-за шума или других факторов окружающей среды, или из-за беспокойства, возникающего в связи с использованием новых технологий. Литература1. Бардов, В.Г. Учебное пособие по общей гигиене /В.Г. Бардов. — Киев: 2008. — 136с. 2.Гончарук, Е.Г. Общая гигиена. Пропедевтика гигиены /Е.Г. Гончарук. — Киев: Вища школа, 2008. — 217с. 3.Гигиена, санология, экология /Коллектив авторов. — Санкт-Петербург: СпецЛит, 2017. — 390с. 4. Грандольфо М. Радиочастотные радиационные стандарты: биологические эффекты, дозиметрия, эпидемиология и политика в области общественного здравоохранения: биологические эффекты, дозиметрия, эпидемиология/ Грандольфо М., Эрвин Д. Н., Клауенберг Б. Дж. — 2017 - 38-44с. 5. Электромагнитные поля (ЭМП)/ – Электрон. текстовые дан. – 2010. – Режим доступа: https://www.who.int/peh-emf/about/WhatisEMF/ru/# |