Вч к какому типу излучения относятся. Неионизирующие электромагнитные поля и излучения Общие сведения о неионизирующих излучениях и полях

Понятие "неионизирующие излучения"

Из курса физики хорошо известно, что распространение энергии происходит в виде мелких частиц и волн, процесс испускания и распространения которой называется излучением .

Различают 2 основных вида излучения по воздействию на предметы и живые ткани :

Ионизирующее излучение . Это потоки элементарных частиц, образующиеся в результате деления атомов – радиоактивное излучение, альфа, бета, гамма, рентгеновское излучение. К этому же виду излучения относится гравитационное излучение и лучи Хокинга ;
Неионизирующие излучения . По своей сути это электромагнитные волны , длиной больше $1000$ нм и выделенной энергией меньше $10$ кэВ. Излучение происходит в виде микроволн, с выделением света и тепла.

Неионизирующее излучение в отличие от первого, не разрывает связи между молекулами вещества, на которое воздействует. Но, надо сказать, что здесь есть свои исключения, например, УФ-лучи могут ионизировать вещество. К электромагнитным относятся высокочастотные рентгеновские и гамма лучи, только они более жесткие и ионизируют вещество.

Остальные электромагнитные излучения являются неионизирующими и вмешаться в структуру материи не могут, потому что их энергии для этого не хватает. Видимое световое и уф-излучения тоже неионизирующие, а световое излучение называют часто оптическим . Образуется оно при нагревании тел и своим спектром близко к инфракрасным лучам.

Инфракрасное излучение широко применяется в медицинской практике. Его используют для улучшения метаболизма, стимуляции кровообращения, дезинфекции продуктов питания. Однако, излишний нагрев приводит к иссушению слизистой оболочки глаза, а максимальная мощность излучения способна разрушить молекулу ДНК.

Способностью к ионизации может обладать ультрафиолетовое излучение, приближенное к рентгеновскому. Уф-лучи способны вызвать различные мутации, ожоги кожи, роговицы глаз. Медицина с помощью УФ-лучей синтезирует в коже витамин D3. C их помощью обеззараживают воду, воздух, стерилизуют оборудование.

Неионизирующие электромагнитные излучения бывают природного и искусственного происхождения. Природным источником является Солнце, посылающее все виды излучения. В полном объеме до поверхности планеты они не доходят. Благодаря атмосфере Земли, слою озона, влажности, углекислому газу их вредное воздействие смягчается. Молния, космические объекты могут стать естественными источниками для радиоволн. Любое тело, нагретое до нужной температуры, способно испускать тепловые инфракрасные лучи, несмотря на то, что основное излучение исходит от искусственных объектов. В данном случае к основным источникам можно отнести обогреватели, горелки, имеющиеся в каждом доме лампы накаливания.

Поскольку радиоволны передаются по любым электрическим проводникам, то все электроприборы становятся искусственными источниками .

Сила воздействия электромагнитного излучения зависит от длины волны, частоты и поляризации. Волны большой длины на объект переносят меньше энергии, поэтому являются менее вредными.

Воздействие на человека неионизирующего излучения имеет $2$ стороны – длительное воздействие приносит вред здоровью, умеренные дозы могут быть полезны .

Воздействие электромагнитных полей на человека

Электромагнитные поля, так или иначе, оказывают свое воздействие на человека.

Это воздействие связано с:

напряженностью электрического и магнитного полей;
плотностью потока энергии;
частотой колебаний;
режимом облучения;
размером облучаемой поверхности тела;
индивидуальными особенностями организма.

Усугубляет опасность воздействия излучения тот факт, что органы чувств человека его не могут обнаружить. На человека электростатическое поле (ЭСП) воздействует в виде прохождения через него слабого, в несколько микроампер, тока, без наблюдения электротравм. Но, у людей может быть рефлекторная реакция на электрический ток, в этом случае возможна механическая травма , например, можно удариться об элементы конструкции, расположенной рядом. Достаточно чувствительны к электростатическим полям центральная нервная система, анализаторы, сердечнососудистая система. Раздражительность, головная боль, нарушения сна – это те проявления, которые наблюдаются у людей, работающих в зоне воздействия ЭСП.

Магнитные поля (МП) могут действовать непрерывно и прерывисто, степень воздействия которых зависит от того, насколько сильно напряжено поле в пространстве вблизи магнитного устройства. От того, где расположен человек по отношению к МП и режим его труда, зависит получаемая доза. Зрительные ощущения отмечаются при действии переменного магнитного поля , но, с прекращением воздействия эти ощущения исчезают. Серьезные нарушения происходят в условиях хронического воздействия МП, превышающих предельно допустимые уровни. В этом случае наблюдаются нарушение функций ЦНС, сердечнососудистой и дыхательной системы, пищеварительного тракта, происходят изменения в крови. Нарушается ритм и замедляется частота сердечных сокращений при постоянном воздействии ЭМП промышленной частоты.

Тело человека, состоящее из атомов и молекул, под воздействием ЭМП радиочастотного диапазона, поляризуется, происходит следующее:

В направлении распространения электромагнитного поля ориентируются полярные молекулы, например, молекулы воды;
Появляются после воздействия ионные токи в электролитах, а это жидкие составляющие тканей, крови;
Ткани человека нагреваются, что вызывается переменным электрическим полем. Происходит это как за счет переменной поляризации диэлектрика, так и за счет появляющейся проводимости тока.

Следствием поглощения энергии электромагнитного поля является тепловой эффект . При нарастающей напряженности и времени воздействия указанные эффекты проявляются сильнее.

Электромагнитные поля сильнее и интенсивнее воздействуют на органы, содержащие большое количество воды и будут примерно в $60$ раз выше по сравнению с воздействием на органы, с низким содержанием воды. Если длина электромагнитной волны будет увеличена, то глубина её проникновения возрастает. Ткани неравномерно нагреваются в результате различий диэлектрических свойств, возникают макро и микро тепловые эффекты с перепадом температур. Слаборазвитая сосудистая система испытает шок, который проявится в недостаточном кровообращении глаз, мозга, почек, желудка, желчного пузыря, мочевого пузыря.

Одним из немногих специфических поражений , которые вызываются электромагнитными излучениями, являются глаза и возможное развитие катаракты. Это поражение вызывается электромагнитным излучением радиочастот в диапазоне $300$ МГц… $300$ ГГц при плотности потока энергии выше $10$ мВт/кв. см. Характерными при длительном действии ЭМП различных диапазонов длин волн, считаются функциональные расстройства в ЦНС с часто выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови, работоспособность, как правило, снижается. Изменения носят обратимый характер только на ранней стадии.

Неионизирующие электромагнитные поля

Заряженные частицы характеризуются электромагнитным взаимодействием . Энергия между этими частицами передается фотонами электромагнитного поля.

В воздухе длина электромагнитной волны λ(м) связана с её частотой ƒ(Гц) соотношением λƒ = с, ,где с – скорость света, м/с.

Спектр колебаний с частотой $10$ $17$ Гц имеют неионизирующие электромагнитные поля, в то время как ионизирующие – от $10$ $17$ до $10$ $21$ Гц.

Неионизирующие электромагнитные поля , имеющие естественное происхождение, являются постоянно действующим фактором. Их источники – атмосферное электричество, солнечное и галактическое радиоизлучение, электрическое и магнитное поля планеты.

С такими источниками как высоковольтные линии электропередач, использующимися на промышленных предприятиях источниками магнитных полей чаще всего связаны электромагнитные поля промышленной частоты .

В зонах, близко расположенных к электрифицированным железным дорогам, возникающие магнитные поля представляют значительную опасность . Даже в зданиях, расположенных недалеко от этих зон, обнаруживаются магнитные поля высокой интенсивности.

Замечание 1

На бытовом уровне к источникам электромагнитных полей и излучений относятся телевизоры, печи СВЧ, радиотелефоны и ряд других устройств, работающих в широком диапазоне частот. При влажности менее $70$ % электростатические поля создают паласы, накидки, занавески и др. Такая бытовая техника как микроволновая печь промышленного исполнения не опасна. Но, в том случае, если их защитные экраны неисправны, утечка электромагнитного излучения повышается. Экраны телевизоров и дисплеев даже при длительном воздействии на человека не будут представлять опасности как источники электромагнитного излучения при условии, что расстояние от экрана более $30$ см.

Санкт-Петербургский Государственный Университет
Факультет Прикладной Математики – Процессов Управления
Реферат по курсу
«Экология»
тема:
«Неионизирующее излучение»
Выполнил: студент 432 группы

Проверил: профессор

Санкт-Петербург
2014 год

Содержание.
Введение
Классификация
Действие на здоровье
История исследований
Биологическое действие электромагнитных полей
Параметры ЭМП, влияющие на биологическую реакцию
Последствия действия ЭМП для здоровья человека
Роль модуляции ЭМП в развитии биоэффекта
Комбинированное действие ЭМП и других факторов

Основные источники ЭМП
Бытовые электроприборы
Линии электропередачи
Персональный компьютер
Радары
Сотовая связь
Спутниковая связь

Организационные мероприятия по защите от ЭМП
Инженерно-технические мероприятия по защите населения от ЭМП
Лечебно-профилактические мероприятия
Заключение
Список литературы
Введение
В современном мире нас окружает огромное количество источников электромагнитных полей и излучений. Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 1021 Гц. В зависимости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля. Излучение будет неионизирующим в том случае, если оно не способно разрывать химические связи молекул, то есть не способно образовывать положительно и отрицательно заряженные ионы. Т.к. излучение и его источник очень тесно связаны, то говоря о электромагнитных полях, мы будем подразумевать, где это уместно, действие неионизирующего излучение.
Для начала определимся, что такое электромагнитное поле.
На практике при характеристике электромагнитной обстановки используют термины "электрическое поле", "магнитное поле", "электромагнитное поле". Коротко поясним, что это означает и какая связь существует между ними.
Электрическое поле создается зарядами. Например, во всем известных школьных опытах по электризации эбонита, присутствует как раз электрическое поле.
Магнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику.
Для характеристики величины электрического поля используется понятие напряженность электрического поля, обозначение Е, единица измерения В/м (Вольт-на-метр). Величина магнитного поля характеризуется напряженностью магнитного поля Н, единица А/м (Ампер-на-метр). При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В, единица Тл(Тесла), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.
электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).
Электромагнитные волны характеризуются длиной волны, обозначение - λ (лямбда). Источник, генерирующий излучение, а по сути создающий электромагнитные колебания, характеризуются понятием частота, обозначение - f. Международная классификация электромагнитных волн по частотам приведена в таблице.
Международная классификация электромагнитных волн по частотам
Наименование частотного диапазона Границы диапазона Наименование волнового диапазона Границы диапазона
Крайние низкие, КНЧ 3 - 30 Гц Декамегаметровые 100 - 10 Мм
Сверхнизкие, СНЧ 30 - 300 Гц Мегаметровые 10 - 1 Мм
Инфранизкие, ИНЧ 0,3 - 3 кГц Гектокилометровые 1000 - 100 км
Очень низкие, ОНЧ 3 - 30 кГц Мириаметровые 100 - 10 км
Низкие частоты, НЧ 30 - 300 кГц Километровые 10 - 1 км
Средние, СЧ 0,3 - 3 МГц Гектометровые 1 - 0,1 км
Высокие частоты, ВЧ 3 - 30 МГц Декаметровые 100 - 10 м
Очень высокие, ОВЧ 30 - 300 МГц Метровые 10 - 1 м
Ультравысокие,УВЧ 0,3 - 3 ГГц Дециметровые 1 - 0,1 м
Сверхвысокие, СВЧ 3 - 30 ГГц Сантиметровые 10 - 1 см
Крайне высокие, КВЧ 30 - 300 ГГц Миллиметровые 10 - 1 мм
Гипервысокие, ГВЧ 300 - 3000 ГГц Децимиллиметровые 1 - 0,1 мм
Важная особенность ЭМП - это деление его на так называемую "ближнюю" и "дальнюю" зоны.
В "ближней" зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < λ ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально квадрату r -2 или кубу r -3 расстояния. В "ближней" зоне излучения электромагнитная волне еще не сформирована. Для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Н производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющей полей (электромагнитной волны), ответственных за излучение.
"Дальняя" зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3 λ . В "дальней" зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r -1.
В "дальней" зоне излучения устанавливается связь между Е и Н:
Е = 377Н,
где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом.
Поэтому измеряется, как правило, только Е. В российской практике санитарно-гигиенического надзора на частотах выше 300 МГц в "дальней" зоне излучения обычно измеряется плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), или вектор Пойтинга. За рубежом ППЭ обычно измеряется для частот выше 1 ГГц. Обозначается как S, единица измерения Вт/м2. ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.
Введенные в настоящем разделе элементарные понятия о природе ЭМП, его составляющих и единицах измерения достаточны для восприятия излагаемого далее материала читателем, не являющимся специалистом по электромагнитным полям.
Классификация
Итак, к неионизирующим излучениям относятся:
электромагнитные излучения (ЭМИ) диапазона радиочастот,
постоянные и переменные магнитные поля (ПМП и ПеМП),
электромагнитные поля промышленной частоты (ЭМППЧ),
электростатические поля (ЭСП),
лазерное излучение (ЛИ).
Нередко действию неионизирующего излучения сопутствуют другие производственные факторы, способствующие развитию заболевания (шум, высокая температура, химические вещества, эмоционально-психическое напряжение, световые вспышки, напряжение зрения).
Т.к. основным носителем неионизирующего излучения является ЭМИ, большая часть реферата посвящена именно этому виду излучения.

Действие на здоровье
История исследований
В СССР широкие исследования электромагнитных полей были начаты в 60-е годы. Был накоплен большой клинический материал о неблагоприятном действии магнитных и электромагнитных полей, было предложено ввести новое нозологическое заболевание “Радиоволновая болезнь” или “Хроническое поражение микроволнами”. В дальнейшем, работами ученых в России было установлено, что, во-первых, нервная система человека, особенно высшая нервная деятельность, чувствительна к ЭМП, и, во-вторых, что ЭМП обладает т.н. информационным действием при воздействии на человека в интенсивностях ниже пороговой величины теплового эффекта. Результаты этих работ были использованы при разработке нормативных документов в России. В результате нормативы в России были установлены очень жесткими и отличались от американских и европейских в несколько тысяч раз (например, в России ПДУ для профессионалов 0,01 мВт/см2; в США - 10 мВт/см2).
В последующем из ученых СССР и Америки была сформирована Советско-Американская группа, которая действовала с 1975 по 1985 гг. Эта группа организовала совместные биологические исследования, которые подтвердили правильность концепции советских ученых и как результат - нормативы в США были снижены.
В конце семидесятых и восьмидесятых годах в целях усовершенствования гигиенического нормирования в России был проведен комплекс экспериментальных исследований по влиянию ЭМП в широком частотном диапазоне на различные системы организма. Исследовались условия, модифицирующие биоэффекты ЭМП, накапливались данные для обоснования нормативных уровней ЭМП в различном диапазоне частот, по механизму биологического действия ЭМП.
В настоящее время исследования биологического действия ЭМП продолжаются.
Биологическое действие электромагнитных полей
Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см2) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены.
Параметры ЭМП, влияющие на биологическую реакцию
Варианты воздействия ЭМП на биоэкосистемы, включая человека, разнообразны: непрерывное и прерывистое, общее и местное, комбинированное от нескольких источников и сочетанное с другими неблагоприятными факторами среды и т.д.
На биологическую реакцию влияют следующие параметры ЭМП:
интенсивность ЭМП (величина);
частота излучения;
продолжительность облучения;
модуляция сигнала;
сочетание частот ЭМП,
периодичность действия.
Сочетание вышеперечисленных параметров может давать существенно различающиеся последствия для реакции облучаемого биологического объекта.
Последствия действия ЭМП для здоровья человека
В подавляющем большинстве случаев облучение происходит полями относительно низких уровней, ниже перечисленные последствия относятся к таким случаям.
Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Эти системы организма являются критическими. Реакции этих систем должны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население.
Биологический эффект ЭМП 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 опасны ЭМП могут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.
Влияние на нервную систему.
Большое число исследований, выполненных в России, и сделанные монографические обобщения, дают основание отнести нервную систему к одной из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию ЭМП. На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, имеющих контакт с ЭМП. Эти лица могут иметь склонность к развитию стрессорных реакций. Определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность к ЭМП. Изменения проницаемости гемато-энцефалического барьера может привести к неожиданным неблагоприятным эффектам. Особую высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.
Влияние на иммунную систему
В настоящее время накоплено достаточно данных, указывающих на отрицательное влияние ЭМП на иммунологическую реактивность организма. Результаты исследований ученых России дают основание считать, что при воздействии ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Установлено также, что у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается. Возникновение аутоиммунитета связывают не столько с изменением антигенной структуры тканей, сколько с патологией иммунной системы, в результате чего она реагирует против нормальных тканевых антигенов. В соответствии с этой концепцией, основу всех аутоиммунных состояний составляет в первую очередь иммунодефицит по тимус-зависимой клеточной популяции лимфоцитов. Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на Т-систему клеточного иммунитета. ЭМП могут способствовать неспецифическому угнетению иммуногенеза, усилению образования антител к тканям плода и стимуляции аутоиммунной реакции в организме беременной самки.
Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную реакцию.
В работах ученых России еще в 60-е годы в трактовке механизма функциональных нарушений при воздействии ЭМП ведущее место отводилось изменениям в гипофиз-надпочечниковой системе. Исследования показали, что при действии ЭМП, как правило, происходила стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождалось увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови. Было признано, что одной из систем, рано и закономерно вовлекающей в ответную реакцию организма на воздействие различных факторов внешней среды, является система гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников. Результаты исследований подтвердили это положение.
Влияние на половую функцию.
Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и нейроэндокринной систем. С этим связанаы результаты работы по изучению состояния гонадотропной активности гипофиза при воздействии ЭМП. Многократное облучение ЭМП вызывает понижение активности гипофиза
Любой фактор окружающей среды, воздействующий на женский организм во время беременности и оказывающий влияние на эмбриональное развитие, считается тератогенным. Многие ученые относят ЭМП к этой группе факторов.
Первостепенное значение в исследованиях тератогенеза имеет стадия беременности, во время которой воздействует ЭМП. Принято считать, что ЭМП могут, например, вызывать уродства, воздействуя в различные стадии беременности. Хотя периоды максимальной чувствительности к ЭМП имеются. Наиболее уязвимыми периодами являются обычно ранние стадии развития зародыша, соответствующие периодам имплантации и раннего органогенеза.
Было высказано мнение о возможности специфического действия ЭМП на половую функцию женщин, на эмбрион. Отмечена более высокая чувствительность к воздействию ЭМП яичников нежели семенников.
Установлено, что чувствительность эмбриона к ЭМП значительно выше, чем чувствительность материнского организма, а внутриутробное повреждение плода ЭМП может произойти на любом этапе его развития. Результаты проведенных эпидемиологических исследований позволят сделать вывод, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам, повлиять на развитие плода и, наконец, увеличить риск развития врожденных уродств.
Другие медико-биологические эффекты.
С начала 60-х годов в СССР были проведены широкие исследования по изучению здоровья людей, имеющих контакт с ЭМП на производстве. Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которого определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Было предложено выделить самостоятельное заболевание - радиоволновая болезнь. Это заболевание, по мнению авторов, может иметь три синдрома по мере усиления тяжести заболевания:
астенический синдром;
астено-вегетативный синдром;
гипоталамический синдром.
Наиболее ранними клиническими проявлениями последствий воздействия ЭМ-излучения на человека являются функциональные нарушения со стороны нервной системы, проявляющиеся прежде всего в виде вегетативных дисфункций неврастенического и астенического синдрома. Лица, длительное время находившиеся в зоне ЭМ-излучения, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна. Нередко к этим симптомам присоединяются расстройства вегетативных функций. Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются, как правило, нейроциркуляторной дистонией: лабильность пульса и артериального давления, наклонность к гипотонии, боли в области сердца и др. Отмечаются также фазовые изменения состава периферической крови (лабильность показателей) с последующим развитием умеренной лейкопении, нейропении, эритроцитопении. Изменения костного мозга носят характер реактивного компенсаторного напряжения регенерации. Обычно эти изменения возникают у лиц по роду своей работы постоянно находившихся под действием ЭМ-излучения с достаточно большой интенсивностью. Работающие с МП и ЭМП, а также население, живущее в зоне действия ЭМП, жалуются на раздражительность, нетерпеливость. Через 1-3 года у некоторых появляется чувство внутренней напряженности, суетливость. Нарушаются внимание и память. Возникают жалобы на малую эффективность сна и на утомляемость.
Учитывая важную роль коры больших полушарий и гипоталамуса в осуществлении психических функций человека, можно ожидать, что длительное повторное воздействие предельно допустимых ЭМ-излучения (особенно в дециметровом диапазоне волн) может повести к психическим расстройствам.
Роль модуляции ЭМП в развитии биоэффекта
В последние годы появились публикации, в которых имеются весьма важные указания о наличии т.н. резонансных эффектов при воздействии на биобъекты ЭМП, о роли в биоэффектах некоторых форм модуляции. Показано наличие т.н. частотных и амплитудных окон, обладающих высокой биологической активностью на клеточном уровне, а также при воздействии ЭМП на центральную нервную и иммунную системы. Во многих работах указываются на "информационный" механизм биологического действия ЭМП. Опубликованы данные о неадекватных патологических реакциях людей на модулированные электромагнитные поля.
Однако, действующие гигиенические нормативы, основанные лишь на регламентации энергетической нагрузки, слагаемой из интенсивности и времени контакта с ЭМП, не позволяют распространить ПДУ на условия воздействия ЭМП со сложными физическими характеристиками, в частности применительно к конкретным режимам модуляции.
Комбинированное действие ЭМП и других факторов
Имеющиеся результаты свидетельствуют о возможной модификации биоэффектов ЭМП как тепловой, так и нетепловой интенсивности под влиянием ряда факторов как физической, так и химической природы. Условия комбинированного действия ЭМП и других факторов позволили выявить значительное влияние ЭМП сверхмалых интенсивностей на реакцию организма, а при некоторых сочетаниях может развиться ярко выраженная патологическая реакция.
Заболевания, вызываемые воздействием неионизирующих излучений
Острое воздействие встречается в исключительно редких случаях грубого нарушения техники безопасности улиц, обслуживающих мощные генераторы или лазерные установки. Интенсивное ЭМИ вызывает раньше всего тепловой эффект. Больные жалуются на недомогание, боль в конечностях, мышечную слабость, повышение температуры тела, головную боль, покраснение лица, потливость, жажду, нарушение сердечной деятельности. Могут наблюдаться диэнцефальные расстройства в виде приступов тахикардии, дрожи, приступообразной головной боли, рвоты.
При остром воздействии лазерного излучения степень поражения глаз и кожи (критических органов) зависит от интенсивности и спектра излучения. Лазерный луч может вызвать помутнение роговой оболочки, ожог радужки, хрусталика с последующим развитием катаракты. Ожог сетчатки ведет к образованию рубца, что сопровождается снижением остроты зрения. Перечисленные поражения глаз лазерным излучением не имеют специфических черт.
Поражения кожи лазерным пучком зависят от параметров излучения и носят самый разнообразный характер; от функциональных сдвигов в активности внутрикожных ферментов или легкой эритемы в месте облучения до ожогов, напоминающих электрокоагуляционные ожоги при поражении электротоком, или разрыва кожных покровов.
В условиях современного производства профессиональные заболевания, вызываемые воздействием неионизирующих излучений, относятся к хроническим.
Ведущее место в клинической картине заболевания занимают функциональные изменения центральной нервный системы, особенно ее вегетативных отделов, и сердечно-сосудистой системы. Выделяют три основных синдрома: астенический, астеновегетативный (или синдром нейроциркуляторной дистонии гипертонического типа) и гипоталамический.
Больные жалуются на головную боль, повышенную утомляемость, общую слабость, раздражительность, вспыльчивость, снижение работоспособности, нарушение сна, боль в области сердца. Характерны артериальная гипотензия и брадикардия. В более выраженных случаях присоединяются вегетативные нарушения, связанные с повышенной возбудимостью симпатического отдела вегетативной нервной системы и проявляющиеся сосудистой неустойчивостью с гипертензивными ангиоспастическими реакциями (неустойчивость артериального давления, лабильность пульса, бради- и тахикардия, общий и локальный гипергидроэ). Возможно формирование различных фобий, ипохондрических реакций. В отдельных случаях развивается гипоталамический (диэнцефальный) синдром, характеризующийся так называемыми симпатико-адреналовыми кризами.
Клинически обнаруживается повышение сухожильных и периостальных рефлексов, тремор пальцев, положительный симптом Ромберга, угнетение или усиление дермографизма, дистальная гипестезия, акроцианоз, снижение кожной температуры. При действии ПМП может развиться полиневрит, при воздействии электромагнитных полей СВЧ - катаракта.
Изменения в периферической крови неспецифичны. Отмечается наклонность к цитопении, иногда умеренный лейкоцитоз, лимфоцитоз, уменьшенная СОЭ. Может наблюдаться повышение содержания гемоглобина, эритроцитоз, ретикулоцитоз, лейкоцитоз (ЭППЧ и ЭСП); снижение гемоглобина (при лазерном излучении).
Диагностика поражений от хронического воздействия неионизирующего излучения затруднена. Она должна базироваться на подробном изучении условий труда, анализе динамики процесса, всестороннем обследовании больного.
Изменения кожи, вызванные хроническим воздействием неионизирующего излучения:
Актинический (фотохимический) кератоз
Актинический ретикулоид
Кожа ромбическая на затылке (шее)
Пойкилодермия Сиватта
Старческая атрофия (вялость) кожи
Актиническая [фотохимическая] гранулема
Другие изменения кожи, вызванные хроническим воздействием неионизирующего излучения
Изменение кожи, вызванное хроническим воздействием неионизирующего излучения, неуточненное
Но прогноз благоприятный. При снижении трудоспособности и рациональном трудоустройстве, возможно направление на ВТЭК. Необходимо совершенствовать технологии, соблюдать санитарные правила и технику безопасности.
Основные источники ЭМП
Бытовые электроприборы
Все бытовые приборы, работающие с использованием электрического тока, являются источниками электромагнитных полей.
Наиболее мощными следует признать СВЧ-печи, аэрогрили, холодильники с системой “без инея”, кухонные вытяжки, электроплиты, телевизоры. Реально создаваемое ЭМП в зависимости от конкретной модели и режима работы может сильно различаться среди оборудования одного типа (смотри рисунок 1). Все ниже приведенные данные относятся к магнитному полю промышленной частоты 50 Гц.
Значения магнитного поля тесно связаны с мощностью прибора - чем она выше, тем выше магнитное поле при его работе. Значения электрического поля промышленной частоты практически всех электробытовых приборов не превышают нескольких десятков В/м на расстоянии 0,5 м, что значительно меньше ПДУ 500 В/м.

Рис.1. Средние уровни магнитного поля промышленной частоты бытовых электроприборов на расстоянии 0,3 м.
В таблице 1 представлены данные о расстоянии, на котором фиксируется магнитное поле промышленной частоты (50 Гц) величиной 0,2 мкТл при работе ряда бытовых приборов.
Таблица 1.
Распространение магнитного поля промышленной частоты от бытовых электрических приборов (выше уровня 0,2 мкТл)
Источник Расстояние, на котором фиксируется величина больше 0,2 мкТл
Холодильник, оснащенный системой "No frost" (во время работы компрессора) 1,2 м от дверцы; 1,4 м от задней стенки
Холодильник обычный (во время работы компрессора) 0,1 м от мотора
Утюг (режим нагрева) 0,25 м от ручки
Телевизор 14" 1,1 м от экрана; 1,2 м от боковой стенки.
Электрорадиатор 0,3 м
Торшер с двумя лампами по 75 Вт 0,03 м (от провода)
Электродуховка 0,4 м от передней стенки
Аэрогриль 1,4 м от боковой стенки

Рис.2. Изменение уровня магнитного поля промышленной частоты бытовых электроприборов в зависимости расстояния
Санитарно–гигиеническое нормирование ЭМП бытовых приборов
Основным документом, устанавливающим требования к ПДУ ЭМП бытовых приборов являются "Межгосударственные санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях", МСанПиН 001-96. Для отдельных видов товаров установлены свои нормы: "Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами" СН № 2666-83, "Предельно допустимые нормы напряженности электромагнитного поля, создаваемого индукционными бытовыми печами, работающими на частоте 20 - 22 кГц" СН № 2550-82. Значения ПДУ ЭМП для бытовой техники приведены в таблице 2.
Таблица 2
Предельно допустимые уровни электромагнитного поля для потребительской продукции, являющейся источником ЭМП
Источник Диапазон Значение ПДУ Примечание
Индукционные печи 20 - 22 кГц 500 В/м
4 А/м Условия измерения:
расстояние 0,3 м от корпуса
СВЧ печи 2,45 ГГц 10 мкВт/см2 Условия измерения:
расстояние 0,50 ± 0,05 м от любой точки, при нагрузке 1 литр воды
Видеодисплейный терминал ПЭВМ 5 Гц - 2 кГц Епду = 25 В/м
Впду = 250 нТл Условия измерения:
расстояние 0,5 м вокруг монитора ПЭВМ
2 - 400 кГц Епду = 2,5 В/м
Впду = 25 нТл
поверхностный электростатический потенциал V = 500 В Условия измерения:
расстояние 0,1 м от экрана монитора ПЭВМ
Прочая продукция 50 Гц Е = 500 В/м Условия измерения:
расстояние 0,5 м от корпуса изделия
0,3 - 300 кГц Е = 25 В/м
0,3 - 3 МГц Е = 15 В/м
3 - 30 МГц Е = 10 В/м
30 - 300 МГц Е = 3 В/м
0,3 - 30 ГГц ППЭ = 10 мкВт/см2
Возможные биологические эффекты
Человеческий организм всегда реагирует на электромагнитное поле. Однако, для того чтобы эта реакция переросла в паталогию и привела к заболеванию необходимо совпадение ряда условий – в том числе достаточно высокий уровень поля и продолжительность облучения. Поэтому, при использовании бытовой техники с малыми уровнями поля и/или кратковременно ЭМП бытовой техники не оказывает влияния на здоровье основной части населения. Потенциальная опасность может грозить лишь людям с повышенной чувствительностью к ЭМП и аллергикам, также зачастую обладающим повышенной чувствительностью к ЭМП.
Кроме того, согласно современным представлениям, магнитное поле промышленной частоты может быть опасным для здоровья человека, если происходит продолжительное облучение (регулярно, не менее 8 часов в сутки, в течение нескольких лет) с уровнем выше 0,2 микротесла.
Рекомендации
приобретая бытовую технику проверяйте в Гигиеническом заключении (сертификате) отметку о соответствии изделия требованиям "Межгосударственных санитарных норм допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях", МСанПиН 001-96;
используйте технику с меньшей потребляемой мощностью: магнитные поля промышленной частоты будут меньше при прочих равных условиях;
к потенциально неблагоприятным источникам магнитного поля промышленной частоты в квартире относятся холодильники с системой “без инея”, некоторые типы “теплых полов”, нагреватели, телевизоры, некоторые системы сигнализации, различного рода зарядные устройства, выпрямители и преобразователи тока – спальное место должно быть на расстоянии не менее 2-х метров от этих предметов если они работают во время Вашего ночного отдыха;
при размещении в квартире бытовой техники руководствуйтесь принципами, приведенными на рисунке 3.

Рис. 3а. Вариант неправильного размещения бытовых электроприборов в помещении квартиры

Рис. 3б. Вариант правильного размещения бытовых электроприборов в помещениях квартиры
Микроволновые печи
Часто задается вопрос относительно опасности – безопасности микроволновых печей, поэтому информацию о них приводим отдельно.
Микроволновая печь (или СВЧ-печь) в своей работе использует для разогрева пищи электромагнитное поле, называемое также микроволновым излучением или СВЧ-излучением. Рабочая частота СВЧ-излучения микроволновых печей составляет 2,45 ГГц. Именно этого излучения и боятся многие люди. Однако, современные микроволновые печи оборудованы достаточно совершенной защитой, которая не дает электромагнитному полю вырываться за пределы рабочего объема. Вместе с тем, нельзя говорить, что поле совершенно не проникает вне микроволновой печи. По разным причинам часть электромагнитного поля предназначенного для курицы проникает наружу, особенно интенсивно, как правило, в районе правого нижнего угла дверцы.
Для обеспечения безопасности при использовании печей в быту в России действуют санитарные нормы, ограничивающие предельную величину утечки СВЧ-излучения микроволновой печи. Называются они "Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами" и имеют обозначение СН № 2666-83. Согласно этим санитарным нормам, величина плотности потока энергии электромагнитного поля не должна превышать 10 мкВт/см2 на расстоянии 50 см от любой точки корпуса печи при нагреве 1 литра воды. На практике практически все новые современные микроволновые печи выдерживают это требование с большим запасом. Тем не менее, при покупке новой печи надо убедиться, что в сертификате соответствия зафиксировано соответствие вашей печи требованиям этих санитарных норм.
Надо помнить, что со временем степень защиты может снижаться, в основном из-за появления микрощелей в уплотнении дверцы. Это может происходить как из-за попадания грязи, так и из-за механических повреждений. Поэтому дверца и ее уплотнение требует аккуратности в обращении и тщательного ухода. Срок гарантированной стойкости защиты от утечек электромагнитного поля при нормальной эксплуатации - несколько лет. Через 5-6 лет эксплуатации целесообразно проверить качество защиты для чего пригласить специалиста из специально аккредитованной лаборатории по контролю электромагнитного поля.
Кроме СВЧ-излучения работу микроволновой печи сопровождает интенсивное магнитное поле, создаваемое током промышленной частоты 50 Гц, протекающим в системе электропитания печи. При этом микроволновая печь является одним из наиболее мощных источников магнитного поля в квартире. Для населения уровень магнитного поля промышленной частоты в нашей стране до сих пор не ограничен, несмотря на его существенное действие на организм человека при продолжительном облучении. В бытовых условиях однократное кратковременнное включение (на несколько минут) не окажет существенного влияния на здоровье человека. Однако, сейчас часто бытовая микроволновая печь используется для разогрева пищи в кафе и в сходных других производственных условиях. При этом работающий с ней человек попадает в ситуацию хронического облучения магнитным полем промышленной частоты. В таком случае на рабочем месте необходим обязательный контроль магнитного поля промышленной частоты и СВЧ-излучения.
Линии электропередачи и здоровье человека
Провода работающей линии электропередачи создают в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты. Расстояние, на которое распространяются эти поля от проводов линии, достигает десятков метров.
Дальность распространение электрического поля зависит от класса напряжения ЛЭП (цифра, обозначающая класс напряжения стоит в названии ЛЭП - например ЛЭП 220 кВ), чем выше напряжение - тем больше зона повышенного уровня электрического поля, при этом размеры зоны не изменяются в течении времени работы ЛЭП.
Дальность распространения магнитного поля зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии. Поскольку нагрузка ЛЭП может неоднократно изменяться как в течении суток, так и с изменением сезонов года, размеры зоны повышенного уровня магнитного поля также меняются.
Электрические и магнитные поля являются очень сильными факторами влияния на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия.
Например, в районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем поля.
У растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки.
Здоровый человек страдает от относительно длительного пребывания в поле ЛЭП. Кратковременное облучение (минуты) способно привести к негативной реакцией только у гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Например, хорошо известны работы английских ученых в начале 90-х годов, показавших, что у ряда аллергиков по действием поля ЛЭП развивается реакция по типу эпилептической.
При продолжительном пребывании (месяцы - годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП, могут развиваться заболевания преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания.
Исследования биологического действия ЭМП ПЧ, выполненные в СССР в 60-70-х 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.
Основной принцип защиты здоровья населения от электромагнитного поля ЛЭП состоит в установлении санитарно-защитных зон для линий электропередачи и снижением напряженности электрического поля в жилых зданиях и в местах возможного продолжительного пребывания людей путем применения защитных экранов.
Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП которых на действующих линиях определяются по критерию напряженности электрического поля - 1 кВ/м.
Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП согласно СН № 2971-84
Напряжение ЛЭП 330 кВ 500 кВ 750 кВ 1150 кВ
Размер санитарно-защитной (охранной) зоны 20 м 30 м 40 м 55 м

Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП в г. Москве
Напряжение ЛЭП <20 кВ 35 кВ 110 кВ 150 -220 кВ 330 - 500 кВ 750 кВ 1150 кВ
Размер санитарно-защитной зоны 10 м 15 м 20 м 25 м 30 м 40 м 55 м

К размещению ВЛ ультравысоких напряжений (750 и 1150 кВ) предъявляются дополнительные требования по условиям воздействия электрического поля на население. Так, ближайшее расстояние от оси проектируемых ВЛ 750 и 1150 кВ до границ населенных пунктов должно быть, как правило, не менее 250 и 300 м соответственно.
Допустимые уровни воздействия электрического поля ЛЭП на население
ПДУ, кВ/м Условия облучения
0,5 внутри жилых зданий
1,0 на территории зоны жилой застройки
5,0 в населенной местности вне зоны жилой застройки; (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов) а также на территории огородов и садов;
10,0 на участках пересечения воздушных линий электропередачи с автомобильными дорогами 1 – IV категорий;
15,0 в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья);
20,0 в труднодоступной местности (недоступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения.
В пределах санитарно-защитной зоны ВЛ запрещается:
размещать жилые и общественные здания и сооружения;
устраивать площадки для стоянки и остановки всех видов транспорта;
размещать предприятия по обслуживанию автомобилей и склады нефти и нефтепродуктов;
производить операции с горючим, выполнять ремонт машин и механизмов.
Территории санитарно-защитных зон разрешается использовать как сельскохозяйственные угодья, однако рекомендуется выращивать на них культуры, не требующие ручного труда.
В случае, если на каких-то участках напряженность электрического поля за пределами санитарно-защитной зоны окажется выше предельно допустимой 0,5 кВ/м внутри здания и выше 1 кВ/м на территории зоны жилой застройки (в местах возможного пребывания людей), должны быть приняты меры для снижения напряженности. Для этого на крыше здания с неметаллической кровлей размещается практически любая металлическая сетка, заземленная не менее чем в двух точках В зданиях с металлической крышей достаточно заземлить кровлю не менее чем в двух точках.
На приусадебных участках или других местах пребывания людей напряженность поля промышленной частоты может быть снижена путем установления защитных экранов, например это железобетонные, металлические заборы, тросовые экраны, деревья или кустарники высотой не менее 2 м.
Персональный компьютер и здоровье человека
Излучательные характеристики монитора
электромагнитное поле монитора в диапазоне частот 20 Гц- 1000 МГц
статический электрический заряд на экране монитора
ультрафиолетовое излучение в диапазоне 200- 400 нм
инфракрасное излучение в диапазоне 1050 нм- 1 мм
рентгеновское излучение > 1,2 кэВ
Компьютер как источник переменного электромагнитного поля
Электромагнитное поле, создаваемое персональным компьютером, имеет сложный спектральный состав в диапазоне частот от 0 Гц до 1000 МГц. Электромагнитное поле имеет электрическую (Е) и магнитную (Н) составляющие, причем взаимосвязь их достаточно сложна, поэтому оценка Е и Н производится раздельно. Пример спектральной характеристики ПК в диапазоне 10 Гц 400 кГц приведен на рисунке 4.

Рис.4. Спектральная характеристика излучения монитора в диапазоне 10 Гц–400 кГц
Наличие в помещении нескольких компьютеров со вспомогательной аппаратурой и системой электропитания создает сложную картину электромагнитного поля. Рисунок 5 иллюстрирует типичный пример распределение магнитного поля промышленной частоты в помещении компьютерного зала. Очевидно, что электромагнитная обстановка в помещениях с компьютерами крайне сложная, распределение полей неравномерное, а уровни достаточно высоки, чтобы говорить об опасности их биологического действия.

Рис. 5. Пример типичного распределения магнитного поля в диапазоне от 5 Гц до 2 кГц в помещении оснащенном компьютерами
Компьютер как источник электростатического поля
При работе монитора на экране кинескопа накапливается электростатический заряд, создающий электростатическое поле (ЭСтП). В разных исследованиях, при разных условиях измерения значения ЭСтП колебались от 8 до 75 кВ/м. При этом люди, работающие с монитором, приобретают электростатический потенциал. Разброс электростатических потенциалов пользователей колеблется в диапазоне от -3 до +5 кВ. Когда ЭСтП субъективно ощущается, потенциал пользователя служит решающим фактором при возникновении неприятных субъективных ощущений.
Заметный вклад в общее электростатическое поле вносят электризующиеся от трения поверхности клавиатуры и мыши. Эксперименты показывают, что даже после работы с клавиатурой, электростатическое поле быстро возрастает с 2 до 12 кВ/м. На отдельных рабочих местах в области рук регистрировались напряженности статических электрических полей более 20 кВ/м.
Влияние на здоровье пользователя электромагнитных полей компьютера
Впервые значительное комплексное исследование возможного неблагоприятного действия электромагнитных полей на здоровье пользователей было проведено в 1984 году в Канаде. Поводом для проведения работы послужили многочисленные жалобы сотрудниц бухгалтерии одного из госпиталей. Для выявления причинных факторов были измерены все виды излучений, был распространен вопросник, касающийся всех видов воздействия на здоровье. В отчете по итогам работы была установлена однозначная связь заболеваемости с одним из ведущих факторов внешнего воздействия - электромагнитным полем, генерируемым монитором компьютера.
По обобщенным данным, у работающих за монитором от 2 до 6 часов в сутки функциональные нарушения центральной нервной системы происходят в среднем в 4,6 раза чаще, чем в контрольных группах, болезни сердечно-сосудистой системы - в 2 раза чаще, болезни верхних дыхательных путей - в 1,9 раза чаще, болезни опорно-двигательного аппарата - в 3,1 раза чаще. С увеличением продолжительности работы на компьютере соотношения здоровых и больных среди пользователей резко возрастает.
По данным Бюро трудовой статистики США в период с 1982 по 1990 г. наблюдалось восьмикратное увеличение случаев расстройства здоровья (нетрудоспособности) пользователей. Также, установлено, что частое воздействие электромагнитного излучения мониторов приводит в аномальным исходам беременности.
Исследования функционального состояния пользователя компьютера, проведенные в 1996 году в Центром электромагнитной безопасности, показали, что даже при кратковременной работе (45 минут) в организме пользователя под влиянием электромагнитного излучения монитора происходят значительные изменения гормонального состояния и специфические изменения биотоков мозга. Особенно ярко и устойчиво эти эффекты проявляются у женщин. Замечено, что у групп лиц (в данном случае это составило 20%) отрицательная реакция функционального состояния организма не проявляется при работе с ПК менее 1 часа. Исходя из анализа полученных результатов сделан вывод о возможности формирования специальных критериев профессионального отбора для персонала, использующего компьютер в процессе работы.
По мнению ряда исследователей электростатическое поле ВДТ напряженностью 15 кВ/м при одночасовой экспозиции играющих на компьютере подростков усиливает возбудительные процессы в ЦНС и сдвигает вегетативный гомеостаз в сторону симпатического преобладания.
Исследования общих закономерностей реакции организма человека на воздействие ЭМП монитора проводятся в Украине. Результаты свидетельствуют, что среди прочих нарушений в функциональном состоянии организма, наиболее ярко выражены нарушения со стороны гормональной и иммунной систем. Отклонение в иммунном статусе, в равной степени как иммунодефицит, так и аутоиммунность, являются основополагающими в дискоординации процессов, которые поддерживают гомеостаз в организме в целом.
Обследование 1583 женщин, проведенное в Окленде (шт. Калифорния, США) Кайзеровским медицинским центром, показало, что для женщин, более 20 часов в неделю пользующихся компьютерными терминалами, риск выкидыша на ранних и поздних стадиях беременности на 80 % выше, чем для женщин, которые выполняют ту же работу без дисплейных терминалов. По данным ученых Швеции существует 90 % вероятности, что у пользователей ВДТ в 1,5 раза чаще случаются выкидыши и у них рождается детей с врожденными пороками в 2,5 раза больше, чем у женщин других профессий.
Нью-Йорский комитет по охране труда и профилактике профессиональных заболеваний считает, что беременные или имеющие намерения забеременеть женщины должны переводиться на работу не связанную с использованием видеотерминалов.
Конечно, перечислением этих фактов не ограничивается неблагоприятное влияние ЭМП на рабочем месте на здоровье пользователя. Для этой ситуации облучения возможно проявление всех других биологических эффектов электромагнитного поля.
ПДУ электромагнитного поля и поверхностного электростатического потенциала монитора компьютера
Вид поля Диапазон частот Единица измерения ПДУ
магнитное поле 5Гц- 2кГц нТл 250
магнитное поле 2- 400 кГц, нТл 25
электрическое поле 5Гц- 2кГц В/м 25
электрическое поле 2- 400 кГц В/м 2,5
эквивалентный (поверхностный) электростатический потенциал В 500
По мнению ряда специалистов, женщинам имеющим намерение забеременеть также целесообразно отказаться от работы с компьютером, поскольку эмбрион на ранних стадиях развития чрезвычайно чувствителен к электромагнитному полю.
Радары и здоровье человека
Радиолокационные станции оснащены, как правило, антеннами зеркального типа и имеют узконаправленную диаграмму излучения в виде луча, направленного вдоль оптической оси.
Радиолокационные системы работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные системы могут работать на частотах до 100 ГГц. Создаваемый ими ЭМ-сигнал принципиально отличается от излучения иных источников. Связано это с тем, что периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости облучения. Временная прерывистость облучения обусловлена цикличностью работы радиолокатора на излучение. Время наработки в различных режимах работы радиотехнических средств может исчисляться от нескольких часов до суток. Так у метеорологических радиолокаторов с временной прерывистостью 30 мин  излучение, 30 мин пауза суммарная наработка не превышает 12 ч, в то время как радиолокационные станции аэропортов в большинстве случаев работают круглосуточно. Ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости обычно составляет несколько градусов, а длительность облучения за период обзора составляет десятки миллисекунд.
Радары метрологические могут создавать на удалении 1 км ППЭ ~ 100 Вт/м2 за каждый цикл облучения. Радиолокационные станции аэропортов создают ППЭ ~ 0,5 Вт/м2 на расстоянии 60 м. Морское радиолокационное оборудование устанавливается на всех кораблях, обычно оно имеет мощность передатчика на порядок меньшую, чем у аэродромных радаров, поэтому в обычном режиме сканирование ППЭ, создаваемое на расстоянии нескольких метров, не превышает 10 Вт/м2. Сравнение уровней создаваемых радарами полей с другими источниками СВЧ-диапазона приведено на рисунке 6.
Возрастание мощности радиолокаторов различного назначения и использование остронаправленных антенн кругового обзора приводит к значительному увеличению интенсивности ЭМИ СВЧ-диапазона и создает на местности зоны большой протяженности с высокой плотностью потока энергии. Наиболее неблагоприятные условия отмечаются в жилых районах городов, в черте которых размещаются аэропорты: Иркутск, Сочи, Сыктывкар, Ростов-на-Дону и ряд других.

Рис.6. Уровни ЭМП радаров в сравнении с другими источниками СВЧ-диапазона
Сотовая связь и здоровье человека
Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболее интенсивно развивающихся телекоммуникационных систем.
Основными элементами системы сотовой связи являются базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ). Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами, вследствие чего БС и МРТ являются источниками электромагнитного излучения в УВЧ диапазоне.
Важной особенностью системы сотовой радиосвязи является весьма эффективное использование выделяемого для работы системы радиочастотного спектра (многократное использование одних и тех же частот, применение различных методов доступа), что делает возможным обеспечение телефонной связью значительного числа абонентов. В работе системы применяется принцип деления некоторой территории на зоны, или "соты", радиусом обычно 0,5–10 километров.
Базовые станции
Исследования электромагнитной обстановки на территории, прилегающей к БС, были проведены специалистами разных стран, в том числе Швеции, Венгрии и России. По результатам измерений, проведенных в Москве и Московской области, можно констатировать, что в 100% случаев электромагнитная обстановка в помещениях зданий, на которых установлены антенны БС, не отличалась от фоновой, характерной для данного района в данном диапазоне частот. На прилегающей территории в 91% случаев зафиксированные уровни электромагнитного поля были в 50 раз меньше ПДУ, установленного для БС. Максимальное значение при измерениях, меньшее ПДУ в 10 раз, было зафиксировано вблизи здания на котором установлено сразу три базовые станции разных стандартов.
Имеющиеся научные данные и существующая система санитарно–гигиенического контроля при введения в эксплуатацию базовых станций сотовой связи позволяют отнести базовые станции сотовой связи к наиболее экологически и санитарно–гигиенически безопасным системам связи.
Мобильные радиотелефоны
Мобильный радиотелефон (МРТ) представляет собой малогабаритный приемопередатчик. В зависимости от стандарта телефона, передача ведется в диапазоне частот 453 – 1785 МГц. Мощность излучения МРТ является величиной переменной, в значительной степени зависящей от состояния канала связи "мобильный радиотелефон – базовая станция", т. е. чем выше уровень сигнала БС в месте приема, тем меньше мощность излучения МРТ. Максимальная мощность находится в границах 0,125–1 Вт, однако в реальной обстановке она обычно не превышает 0,05 – 0,2 Вт.
Вопрос о воздействии излучения МРТ на организм пользователя до сих пор остается открытым. Многочисленные исследования, проведенные учеными разных стран, включая Россию, на биологических объектах (в том числе, на добровольцах), привели к неоднозначным, иногда противоречащим друг другу, результатам. Неоспоримым остается лишь тот факт, что организм человека "откликается" на наличие излучения сотового телефона. Поэтому владельцам МРТ рекомендуется соблюдать некоторые меры предосторожности:
не пользуйтесь сотовым телефоном без необходимости;
разговаривайте непрерывно не боле 3 – 4 минут;
не допускайте, чтобы МРТ пользовались дети;
при покупке выбирайте сотовый телефон с меньшей максимальной мощностью излучения;
в автомобиле используйте МРТ совместно с системой громкоговорящей связи "hands-free" с внешней антенной, которую лучше всего располагать в геометрическом центре крыши.
Для людей, окружающих человека, разговаривающего по мобильному радиотелефону, электромагнитное поле, создаваемое МРТ не представляет никакой опасности.
Спутниковая связь и здоровье человека
Системы спутниковой связи состоят из приемопередающей станции на Земле и спутника, находящегося на орбите. Диаграмма направленности антенны станций спутниковой связи имеет ярко выраженной узконаправленный основной луч – главный лепесток. Плотность потока энергии (ППЭ) в главном лепестке диаграммы направленности может достигать нескольких сотен Вт/м2 вблизи антенны, создавая также значительные уровни поля на большом удалении. Например, станция мощностью 225 кВт, работающая на частоте 2,38 ГГц, создает на расстоянии 100 км ППЭ равное 2,8 Вт/м2. Однако рассеяние энергии от основного луча очень небольшое и происходит больше всего в районе размещения антенны.
Типичный расчетный график распределения ППЭ на высоте 2 м от поверхности земли в районе размещения антенны спутниковой связи приведен на рисунке 7.

Рис.7. График распределения плотности потока электромагнитного поля на высоте 2 м от поверхности земли в районе установки антенны спутниковой связи
Высота расположения антенны на землей, м 4,8
Диаметр антенны, м 5,5
Мощность, излучаемая антенной, Вт 134
Угол наклона антенны относительно горизонта, градус 10
Высота линии расчета плотности потока энергии, м 2
Азимут линии расчета плотности потока энергии, градус 0
Существуют два основных возможных опасных случая облучения:
непосредственно в районе размещения антенны;
при приближении к оси главного луча на всем его протяжении.
Защита человека от биологического действия ЭМП
Организационные мероприятия по защите от ЭМП
К организационным мероприятиям по защите от действия ЭМП относятся: выбор режимов работы излучающего оборудования, обеспечивающего уровень излучения, не превышающий предельно допустимый, ограничение места и времени нахождения в зоне действия ЭМП (защита расстоянием и временем), обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем ЭМП.
Защита временем применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. В действующих ПДУ предусмотрена зависимость между интенсивностью плотности потока энергии и временем облучения.
Защита расстоянием основывается на падении интенсивности излучения, которое обратно пропорционально квадрату расстояния и применяется, если невозможно ослабить ЭМП другими мерами, в том числе и защитой временем. Защита расстоянием положена в основу зон нормирования излучений для определения необходимого разрыва между источниками ЭМП и жилыми домами, служебными помещениями и т.п.
Для каждой установки, излучающей электромагнитную энергию, должны определяться санитарно-защитные зоны в которых интенсивность ЭМП превышает ПДУ. Границы зон определяются расчетно для каждого конкретного случая размещения излучающей установки при работе их на максимальную мощность излучения и контролируются с помощью приборов. В соответствии с ГОСТ 12.1.026-80 зоны излучения ограждаются либо устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: «Не входить, опасно!».
Инженерно-технические мероприятия по защите населения от ЭМП
Инженерно-технические защитные мероприятия строятся на использовании явления экранирования электромагнитных полей непосредственно в местах пребывания человека либо на мероприятиях по ограничению эмиссионных параметров источника поля. Последнее, как правило, применяется на стадии разработки изделия, служащего источником ЭМП.
Одним из основных способов защиты от электромагнитных полей является их экранирования в местах пребывания человека. Обычно подразумевается два типа экранирования: экранирование источников ЭМП от людей и экранирование людей от источников ЭМП. Защитные свойства экранов основаны на эффекте ослабления напряженности и искажения электрического поля в пространстве вблизи заземленного металлического предмета.
От электрического поля промышленной частоты, создаваемого системами передачи электроэнергии, осуществляется путем установления санитарно-защитных зон для линий электропередачи и снижением напряженности поля в жилых зданиях и в местах возможного продолжительного пребывания людей путем применения защитных экранов. Защита от магнитного поля промышленной частоты практически возможна только на стадии разработки изделия или проектирования объекта, как правило снижение уровня поля достигается за счет векторной компенсации поскольку иные способы экранирования магнитного поля промышленной частоты чрезвычайно сложны и дороги.
Основные требования к обеспечению безопасности населения от электрического поля промышленной частоты, создаваемого системами передачи и распределения электроэнергии, изложены в Санитарных нормах и правилах "Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты"№ 2971-84. Подробно о требованиях к защите смотри в разделе "Источники ЭМП. ЛЭП"
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.
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 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).
Для защиты населения от воздействия электромагнитных излучений в строительных конструкциях в качестве защитных экранов могут применяться металлическая сетка, металлический лист или любое другое проводящее покрытие, в том числе и специально разработанные строительные материалы. В ряде случаев достаточно использования заземленной металлической сетки, помещаемой под облицовочный или штукатурный слой..
В качестве экранов могут применяться также различные пленки и ткани с металлизированным покрытием.
Радиоэкранирующими свойствами обладают практически все строительные материалы. В качестве дополнительного организационно-технического мероприятия по защите населения при планировании строительства необходимо использовать свойство "радиотени" возникающего из-за рельефа местности и огибания радиоволнами местных предметов.
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.
Лечебно-профилактические мероприятия
Санитарно-профилактическое обеспечение включают следующие мероприятия:
организация и проведение контроля выполнения гигиенических нормативов, режимов работы персонала, обслуживающего источники ЭМП;
выявление профессиональных заболеваний, обусловленных неблагоприятными факторами среды;
разработка мер по улучшению условий труда и быта персонала, по повышению устойчивости организма работающих к воздействиям неблагоприятных факторов среды.
Текущий гигиенический контроль проводится в зависимости от параметров и режима работы излучающей установки, но как правило не реже 1 раза в год. При этом определяются характеристики ЭМП в производственных помещениях, в помещениях жилых и общественных зданий и на открытой территории. Измерения интенсивности ЭМП также проводятся при внесении в условия и режимы работы источников ЭМП изменений, влияющих на уровни излучения (замена генераторных и излучающих элементов, изменение технологического процесса, изменение экранировки и средств защиты, увеличение мощности, изменение расположения излучающих элементов и т.д.).
В целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работники, связанные с воздействием ЭМП, должны проходить предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры в порядке, установленном соответствующим приказом Министерства здравоохранения.
Все лица с начальными проявлениями клинических нарушений, обусловленных воздействием ЭМП (астенический астено-вегетативный, гипоталамический синдром), а также с общими заболеваниями, течение которых может усугубляться под влиянием неблагоприятных факторов производственной среды (органические заболевания центральной нервной системы, гипертоническая болезнь, болезни эндокринной системы, болезни крови и др.), должны браться под наблюдение с проведением соответствующих гигиенических и терапевтических мероприятий, направленных на оздоровление условий труда и восстановление состояния здоровья работающих.
Заключение
В настоящее время ведется активное изучение механизмов биологического действия физических факторов неионизирующего излучения: акустических волн и электромагнитных излучений на биологические системы разного уровня организации; ферментов, клеткок, переживающих срезов мозга лабораторных животных, поведенческих реакций животных и развитие реакций в цепях: первичные мишени - клетка - популяции клеток – ткани.
Во ВНИИСХРАЭ развиваются исследования по оценке экологических последствий воздействия на природные и аграрные ценозы техногенных стрессоров - СВЧ- и УФ-В-радиации, основными задачами которых являются:
изучение последствий истощения озонного слоя на компоненты агроценозов нечерноземной зоны России;
изучение механизмов действия УФ-В-радиации на растения;
исследование раздельного и комбинированного действия электромагнитного излучения различных диапазонов (СВЧ, гамма, УФ, ИК) на сельскохозяйственных животных и модельные объекты с целью разработки методов гигиенического и экологического нормирования электромагнитного загрязнения окружающей среды;
разработка экологически чистых технологий, основанных на применении физических факторов, для различных отраслей АПП (растениеводство, животноводство, пищевая и перерабатывающая промышленность с целью интенсификации сельскохозяйственного производства.
А в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино проведено исследование на тему «Фазовый переход в синаптических мембранах как высокочувствительная мишень теплового действия неионизирующих излучений».
При интерпретации результатов исследований биологического действия неионизирующих излучений (электромагнитных и ультразвуковых) центральными и до сих пор мало изученными вопросами остаются вопросы о молекулярном механизме, первичной мишени и порогах действия излучений. Недавно был предложен новый молекулярный механизм синаптической передачи, основанный на фазовом переходе липидной мембраны как движущей силы выброса нейромедиатора в синапсах центральной нервной системы. Одно из важнейших следствий состоит в том, что сравнительно небольшие изменения локальной температуры в нервной ткани (от десятых долей до нескольких градусов) способны приводить к заметному изменению скорости синаптической передачи вплоть до полного выключения синапса. Такие изменения температуры могут быть вызваны излучениями терапевтической интенсивности. Из этих предпосылок следует гипотеза о существовании общего механизма действия неионизирующих излучений - механизма, в основе которого лежит небольшой локальный разогрев участков нервной ткани.
Таким образом, столь сложный и малоизученный аспект, как неионизирующие излучения и их влияние на экологию еще предстоит изучать в дальнейшем.

Список литературы
1. Павлов А.Н. «Воздействие электромагнитных излучений на жизнедеятельность», Москва: ГЕЛИОС, 2003 год, 224 стр.
2. http://www.tesla.ru
3. http://www.pole.com.ru
4. http://www.ecopole.ru
5. http://www.botanist.ru/
6. http://www.fcgsen.ru/
7. http://www.gnpc.ru/
8. http://www.rus-lib.ru/

Неионизирующие электромагнитные поля и излучения. Электромагнитное взаимодействие характерно для заряженных частиц. Переносчиком энергии между такими частицами являются фотоны электромагнитного поля или излучения. Длина электромагнитной волны (м) в воздухе связана с ее частотой f (Гц) соотношением λf = с, где с – скорость света.

Электромагнитные поля и излучения разделяют на неионизирующие, в том числе лазерное излучение, и ионизирующие. Неионизирующие электромагнитные поля (ЭМП) и излучения (ЭМИ) имеют спектр колебаний с частотой до 10 21 Гц.

Неионизирующие электромагнитные поля естественного происхождения являются постоянно действующим фактором. К ним относятся: атмосферное электричество, радиоизлучения Солнца и галактик, электрические и магнитные поля Земли.

В неионизирующие техногенные источники электрических и магнитных полей и излучений. Их классификация приведена в табл. 2.9.

Применение техногенных ЭМП и ЭМИ различных частот систематизировано в табл. 2.10.

Основными источниками электромагнитных полей радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и участки (в зонах, примыкающих к предприятиям). ЭМП промышленной частоты чаще всего связаны с высоковольтными линиями (ВЛ) электропередачи, источниками магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятиях.

Таблица 2.9

Классификация неионизирующих техногенных излучений

		Показатель
		диапазон частот	длина волны
Статическое поле	Электрическое	–	–
Статическое поле	Магнитное	–	–
Электромагнитное поле	Электромагнитное поле промышленной частоты	50 Гц	–
	Электромагнитное излучение радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)	От 10 кГц до 30 кГц	30 км
		От 30 кГц до 3 МГц	100 м
		От 3 МГц до 30 МГц	10 м
		От 30 МГц до 50 МГц	6 м
		От 50 МГц до 300 МГц	1 м
		От 300 МГц до 300 ГГц	1 мм

Зоны с повышенными уровнями ЭМП, источниками которых могут быть РТО и РЛС, имеют размеры до 100–150 м. При этом внутри зданий, расположенных в этих зонах , плотность потока энергии, как правило, превышает допустимые значения.

Таблица 2.10

Применение электромагнитных полей и излучений

Частота ЭМП и ЭМИ	Технологический процесс, установка, отрасль
> 0 до 300 Гц	Электроприборы, в том числе бытового назначения, высоковольтные линии электропередачи, трансформаторные подстанции, радиосвязь, научные исследования, специальная связь
0,3–3 кГц	Радиосвязь электропередачи, индукционный нагрев металла, физиотерапия
3–30 кГц	Сверхдлинноволновая радиосвязь, индукционный нагрев металла (закалка, плавка пайка), физиотерапия, УЗ-установки
30–300 кГц	Радионавигация, связь с морскими и воздушными судами, длинноволновая радиосвязь, индукционный нагрев металлов, электрокоррозионная обработка, ВДТ, УЗ-установки
0,3–3 МГц	Радиосвязь и радиовещание, радионавигация, индукционный и диэлектрический нагрев материалов, медицина
3–30 МГц	Радиосвязь и радиовещание, диэлектрический нагрев, медицина, нагрев плазмы
30–300 МГц	Радиосвязь, телевидение, медицина (физиотерапия, онкология), диэлектрический нагрев материалов, нагрев плазмы
0,3–3 ГГц	Радиолокация, радионавигация, радиотелефонная связь, телевидение, микроволновые печи, физиотерапия, нагрев и диагностика плазмы
3–30 ГГц	Радиолокация и спутниковая связь, метеолокация, радиорелейная связь, нагрев и диагностика плазмы, радиоспектроскопия
30–300 ГГц	Радары, спутниковая связь, радиометеорология, медицина (физиотерапия, онкология)

Значительную опасность представляют магнитные поля, возникающие в зонах, прилегающих к электрифицированным железным дорогам. Магнитные поля высокой интенсивности обнаруживаются даже в зданиях, расположенных в непосредственной близости от этих зон.

В быту источниками ЭМП и излучений являются телевизоры, дисплеи, печи СВЧ и другие устройства. Электростатические поля в условиях пониженной влажности (менее 70%) создают паласы, накидки, занавески и т.д. Микроволновые печи в промышленном исполнении не представляют опасности, однако неисправность их защитных экранов может существенно повысить утечки электромагнитного излучения. Экраны телевизоров и дисплеев как источники электромагнитного излучения в быту не опасны даже при длительном воздействии на человека, если расстояния от экрана превышают 30 см.

Электростатическое поле (ЭСП) полностью характеризуется напряженностью электрического поля Е (В/м). Постоянное магнитное поле (ПМП) характеризуется напряженностью магнитного поля Н (А/м), при этом в воздухе 1 А/м – 1,25 мкТл, где Тл – тесла (единица напряженности магнитного поля).

Электромагнитное поле (ЭМП) характеризуется непрерывным распределением в пространстве, способностью распространяться со скоростью света, воздействовать на заряженные частицы и токи. ЭМП является совокупностью двух взаимосвязанных переменных полей – электрического и магнитного, которые характеризуются соответствующими векторами напряженности Е (В/м) и Н (А/м).

В зависимости от взаимного расположения источника электромагнитного излучения и места пребывания человека необходимо различать ближнюю зону (зону индукции), промежуточную зону и дальнюю зону (волновую зону) или зону излучения. При излучении от источников (рис. 2.11) ближняя зона простирается на расстояние λ/2 π, т. е. приблизительно на 1/6 длины волны. Дальняя зона начинается с расстояний , равных λ*2π, т.е. с расстояний, равных приблизительно шести длинам волны. Между этими двумя зонами располагается промежуточная зона.

Рис. 2.11. Зоны, возникающие вокруг элементарного источника

В зоне индукции, в которой еще не сформировалась бегущая электромагнитная волна, электрическое и магнитное поля следует считать независимыми друг от друга, поэтому эту зону можно характеризовать электрической и магнитной составляющими электромагнитного поля. Соотношение между ними в этой зоне может быть самым различным . Для промежуточной зоны характерно наличие, как поля индукции, так и распространяющейся электромагнитной волны. Для волновой зоны (зоны излучения) характерно наличие сформированного ЭМП, распространяющегося в виде бегущей электромагнитной волны. В этой зоне электрическая и магнитная составляющие изменяются синфазно и между их средними значениями за период существует постоянное соотношение

где ρ в – волновое сопротивление, Ом; , ε – электрическая постоянная; μ – магнитная проницаемость среды.

Колебания векторов E и Н происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях. В волновой зоне воздействие ЭМП определяется плотностью потока энергии, переносимой электромагнитной волной. При распространении электромагнитной волны в проводящей среде векторы Е и Н связаны соотношением

где ω – круговая частота электромагнитных колебаний, Гц; v – удельная электропроводность вещества экрана; z – глубина проникновения электромагнитного поля.

При распространении ЭМП в вакууме или в воздухе, где ρ в = 377 Ом, Е = 377Н. Электромагнитное поле несет энергию, определяемую плотностью потока энергии (1 = ЕН (Вт/м 2)), которая показывает, какое количество энергии протекает за 1 с сквозь площадку в 1 м 2 , расположенную перпендикулярно движению волны.

При излучении сферических волн плотность потока энергии в волновой зоне может быть выражена через мощность Р ист, подводимую к излучателю:

где R – расстояние до источника излучения, м.

Воздействие электромагнитных полей на человека зависит от напряженностей электрического и магнитного полей, потока энергии, частоты колебаний, наличия сопутствующих факторов, режима облучения, размера облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма. Установлено также, что относительная биологическая активность импульсных излучений выше непрерывных. Опасность воздействия усугубляется тем, что оно не обнаруживается органами чувств человека.

Воздействие электростатического поля (ЭСП) на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на электрический ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падение с высоты и т.д. Исследование биологических эффектов показало, что наиболее чувствительны к электростатическому полю ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди, работающие в зоне воздействия ЭСП, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушения сна и др.

Воздействие магнитных полей (МП) может быть постоянным (от искусственных магнитных материалов) и импульсным. Степень воздействия МП на работающих зависит от его максимальной напряженности в пространстве магнитного устройства или в зоне влияния искусственного магнита. Доза, полученная человеком, зависит от расположения по отношению к МП и режима труда. При действии переменного магнитного поля наблюдаются характерные зрительные ощущения, которые исчезают в момент прекращения воздействия. При постоянной работе в условиях хронического воздействия МП , превышающих предельно допустимые уровни, наблюдаются нарушения функций ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. Длительное действие приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца.

При постоянном воздействии ЭМП промышленной частоты наблюдаются нарушения ритма и замедление частоты сердечных сокращений. У работающих в зоне ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения ЦНС и сердечно-сосудистой системы, а также изменения в составе крови.

При воздействии ЭМП радиочастотного диапазона атомы и молекулы, из которых состоит тело человека , поляризуются. Полярные молекулы (например, воды) ориентируются по направлению распространения электромагнитного поля; в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей, крови и т.п., после воздействия внешнего поля появляются ионные токи. Переменное электрическое поле вызывает нагрев тканей человека как за счет переменной поляризации диэлектрика (сухожилия, хрящи и т.д.), так и за счет появления токов проводимости. Тепловой эффект является следствием поглощения энергии электромагнитного поля. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее проявляются указанные эффекты. Избыточная теплота отводится до известного предела путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции. Однако, начиная с величины I = 10 мВт/см 2 , называемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом образующейся теплоты , и температура тела повышается, что приносит вред здоровью.

Наиболее интенсивно электромагнитные поля воздействуют на органы с большим содержанием воды. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициент поглощения в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем в тканях с ее низким содержанием . С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн возрастает; различие диэлектрических свойств тканей приводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро- и микротепловых эффектов со значительным перепадом температур.

Перегрев особенно вреден для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или с недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь). Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), которое обнаруживается не сразу, а через несколько дней или недель после облучения. Развитие катаракты является одним из немногих специфических поражений, вызываемых электромагнитными излучениями радиочастот в диапазоне 300 МГц – 300 ГГц при плотности потока энергии свыше 10 мВт/см 2 . Помимо катаракты при воздействии ЭМП возможны ожоги роговицы.

Для длительного действия ЭМП различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств в ЦНС с нерезко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появиться головные боли, повышение или понижение давления, снижение частоты пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анализаторов. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии ЭМП происходит стойкое снижение работоспособности. В пределах радиоволнового диапазона доказана наибольшая биологическая активность микроволнового (СВЧ) поля. Острые нарушения при воздействии ЭМИ (аварийные ситуации) сопровождаются сердечно-сосудистыми расстройствами с обмороками, резким учащением пульса и снижением артериального давления.

К неионизирующим излучениям относят часть спектра электромагнитных колебаний и лазерные излучения. Возникновение данного фактора среды обитания человека связано с развитием радиоэлектроники, электроэнергетики, лазерной техники.

2.5.1. Электромагнитные излучения

Неионизирующими называют те электромагнитные колебания (ЭМК), энергия квантов которых недостаточна для ионизации молекул и атомов вещества. Значительную часть спектра неионизирующих излучений составляют излучения радиоволнового диапазона, меньшую часть - излучения оптического диапазона.

Электромагнитные излучения возникают при использовании электромагнитной энергии: радиосвязи, телевидения, радиолокации, радиолинейной, космической связи, радионавигации. Электромагнитная энергия нашла широкое применение в различных отраслях промышленности. В металлургии и машиностроении - для плавки, нагрева, сварки, напыления металлов; в текстильной и легкой промышленности - для сушки кожи, текстиля, бумаги, диэлектрической обработки материалов, нагрева, сварки и полимеризации пластмасс, в пищевой промышленности - для термообработки различных пищевых продуктов. Широко используется электромагнитная энергия в современной вычислительной технике, в медицине в лечебных и диагностических целях.

Основными параметрами электромагнитных колебаний являются длина волны l , частота f и скорость распространения волны V . В вакууме скорость распространения электромагнитных волн равна скорости света, а в средах она определяется

где e - диэлектрическая проницаемость среды; m - магнитная проницаемость среды.

Область распространения электромагнитных волн подразделяется на три зоны: ближнюю (зону индукции), промежуточную (зону интерференции) и дальнюю (волновую зону). Ближняя зона простирается на расстояние, равное примерно 1/6 длины волны (), где r - радиус сферы, центром которой является источник, l - длина волны. Дальняя зона начинается с расстояний, равных 6-7 длинам волн. Между этими двумя зонами располагается промежуточная зона.

Для оценки интенсивности электромагнитных полей в этих зонах используются различные параметры. В зоне индукции, где еще не сформировано электромагнитное поле и измеряемая электромагнитная энергия представляет собой определенный запас реактивной мощности, интенсивность излучений оценивается по электрической (Е ) и магнитной (Н ) составляющим. Единица измерения напряженности электрического поля – В/м, а магнитного поля – А/м.

Зона интерференции характеризуется наличием как поля индукции, так и поля распространяющейся электромагнитной волны. Энергетическим показателем этой зоны, как и ближней, является объемная плотность энергии, которая равна сумме плотностей электрического и магнитного полей.

Волновая зона характеризуется наличием сформированного электромагнитного поля, распространяющегося в виде бегущей волны. В этой зоне интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии (ППЭ),т.е. количеством энергии, падающей на единицу поверхности. Плотность потока энергии в волновой зоне связана с напряженностью электрического и магнитного полей соотношением Р=Е Н. Единица измерения ППЭ - Вт/м 2 .

Действие электромагнитных излучений на организм человека. Биологический эффект электромагнитных излучений определяется:

Плотностью потока энергии;

Частотой излучения;

Продолжительностью облучения;

Режимом облучения (постоянный, прерывистый, импульсный);

Размером облучаемой поверхности;

Наличием других вредных и опасных факторов среды обитания;

Индивидуальными особенностями организма.

С точки зрения взаимодействия электромагнитных полей с биологическим объектом весь спектр частот электромагнитных излучений разбивается на 5 диапазонов. К первому диапазону отнесены электромагнитные колебания с частотой от единиц до нескольких тысяч герц, ко второму - от нескольких тысяч герц до 30 МГц, к третьему - от 30 МГц до 10 ГГц, к четвертому - от 10 ГГц до 200 ГГц, к пятому - от 200 ГГц до 3000 ГГц.

Для первого диапазона характерно то, что тело человека при вза-имодействии его с низкочастотным электромагнитным полем может рассматриваться как достаточно хороший проводник, поэтому глубина проникновения силовых линий поля оказывается незначительной. Внутри тела поле практически отсутствует.

Для второго диапазона частот характерен быстрый рост величины поглощения энергии с увеличением частоты. Увеличение поглощенной энергии приблизительно пропорционально квадрату частоты.

Особенностью третьего диапазона является то, что на определенных частотах имеет место ряд максимумов поглощения телом энергии внешнего поля. Наибольшее поглощение электромагнитной энергии человеком наблюдается на частоте, близкой к 70 МГц. На более высоких и более низких частотах величина поглощенной энергии значительно меньше. При этом на меньших частотах энергия распределяется равномерно, а на больших в различных структурах тела возникают области максимума (так называемых горячих пятен).

Для четвертого диапазона характерно быстрое затухание энергии электромагнитного поля при ее проникновении внутрь ткани. Практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур.

Электромагнитные колебания пятого диапазона поглощаются самыми поверхностными слоями кожи.

При постоянном воздействии электромагнитных полей низких частот появляются головные боли, вялость, сонливость, раздражительность, боли в области сердца, а также функциональные нарушения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.

Механизм биологического действия электромагнитных полей связан с их тепловым эффектом, который является следствием поглощения энергии электромагнитного поля. Тепловое воздействие особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузыри).

Одним из специфических поражений, вызываемых воздействием электромагнитных излучений, является развитие катаракты, возникающее в результате нагрева хрусталика глаза до температур, превышающих допустимые физиологические пределы. Кроме катаракты, при воздействии электромагнитных излучений высоких частот (около 35 ГГц) могут возникать кератиты - воспаление роговицы глаз.

Воздействию электромагнитных излучений подвергаются в значительной мере операторы при работе на дисплеях. Установлено, что излучения? создаваемые выходным трансформатором строчной развертки, могут достигать 500 мВт/см, что соответствует 1300 в/м. На расстоянии 25 см от экрана электрическое поле на частоте выше 203 кГц достигает 80 В/м.

Гигиеническое нормирование электромагнитных излучений . Нормативными документами, регламентирующими воздействие электромагнитных излучений, являются:

ГОСТ 12.1.006-84 "Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля";

Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты" N 2971-34;

Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4/2 1.8.055-96 "Электромаг- нитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ).

ГОСТ 12.1.006-84 устанавливает ПДУ электромагнитных излучений на рабочих местах с учетом диапазонов частот.

В диапазоне частот 60 кГц-300 МГц интенсивность электромагнитного поля характеризуется напряженностью электрического (Е ) и магнитного (Н ) полей.

Предельно допустимые значения Е и Н в этом диапазоне определяют по допустимой энергетической нагрузке и времени воздействия. Энергетическая нагрузка равна произведению квадрата напряженности поля на время его воздействия. Энергетическая нагрузка, создаваемая электрическим полем, равна ЭН Е = = Е 2 Т , (В/м 2), магнитным - ЭН н =Н 2. Т , (А/м 2) ч.

Расчет предельно допустимых значений Е и Н в диапазоне частот 60 кГц - 300 МГц производят по формулам

где Е пд и Н пд - предельно допустимые значения напряженности электрического, (В/м), и магнитного (А/м) полей; Т - время воздействия, ч; и - предельно допустимые значения энергетической нагрузки в течение рабочего дня, (В/м) 2 /ч и (А/м) 2 /ч.

Максимальные значения , , представлены в табл.2.4.

Таблица 2.4

Одновременное воздействие электрического и магнитного полей в диапазоне частот от 0,06 до 3 МГц считается допустимым при соблюдении следующего условия:

где ЭН Е и ЭН Н - энергетические нагрузки, характеризующие воздействие электрического и магнитного полей.

В диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц интенсивность электромагнитного поля характеризуется поверхностной плотностью потока энергии (ППЭ), энергетическая нагрузка при этом равна:

ЭН ППЭ = ППЭ. Т

Предельно допустимые значения ППЭ электромагнитных полей в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц определяют по формуле:

где ППЭ ПД - предельно допустимое значение плотности потока энергии, Вт/м (мВт/см, мкВТ/см); - предельно-допустимая величина энергетической нагрузки, равная 2Вт ч/м (200 мкВт ч/м); К - коэффициент ослабления биологической эффективности, равный: I - для всех случаев облучения, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн; 10 - для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн; Т - время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч.

Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 устанавливают ПДУ воздействия на людей электромагнитных излучений в диапазоне частот 30 кГц - 300 ГГц, требования к источникам ЭМИ РЧ, к размещению этих источников, меры защиты работающих от воздействия ЭМИ РЧ.

Согласно названным правилам и нормам оценка воздействия ЭМИ РЧ на людей осуществляется по следующим параметрам:

По энергетической экспозиции, определяемой интенсивностью ЭМИ РЧ и времени его воздействия на человека;

По значениям интенсивности ЭМИ РЧ.

Оценка по энергетической экспозиции (ЭЭ) применяется для лиц, работа или обучение которых связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ при условии прохождения этими лицами медицинских осмотров в установленном порядке. Оценка же по значениям интенсивности ЭМИ РЧ применяется для лиц, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ, для лиц, не достигших 18 лет, для беременных женщин, для лиц, находящихся на территории жилой застройки.

В диапазоне частот 30 кГц - 300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля Е (В/м) и напряженности магнитного поля Н (А/м). В диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается по плотности потока энергии ППЭ (Вт/м 2 ; мкВт/см 2).

Энергетическая экспозиция, создаваемая электрическим полем, равна ЭЭ Е = = Е 2 Т (В/м 2) ч, а создаваемая магнитным полем равна ЭЭ Н =Н 2 Т (А/м 2) ч.

Предельно допустимые значения интенсивности ЭМИ РЧ (Е ПДУ, Н ПДУ , ППЭ ПДУ ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня и допустимое время воздействия в зависимости от интенсивности ЭМИ РЧ определяются по формулам:

Нормативным документом, регламентирующим защиту населения от воздействия электромагнитных излучений, являются "Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты" № 2971-34. Этим документом установлены следующие значения предельно допустимого уровня напряженности электрического поля, кВ/м: внутри жилых зданий - 0,5; на территории жилой застройки - 1; в населенной местности, вне зоны жилой застройки - 10; в ненаселенной местности - 15; в труднодоступной местности - 20.

СанПин 2.2.2.542-96 регламентируют допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений при работе с видеодисплейными терминалами (ВДТ), персональными электронно-вычислительными машинами (ПЭВМ), которые включают:

Напряженность электромагнитного поля по электрической составляющей на расстоянии 50 см от поверхности видеомонитора, В/м;

Напряженность электромагнитного поля по магнитной составляющей на расстоянии 50 см от поверхности видеомонитора, А/м;

Напряженность электростатического поля, кВ/м;

Поверхностный электростатический потенциал, В;

Плотность магнитного потока, нТл.

Кроме того, вышеупомянутым нормативным документом определены требования к микроклимату, содержанию аэроионов, вредных химических веществ в воздухе помещений, к шуму, вибрации, к организации режима труда и отдыха при работе с ВДТ и ПЭВМ.

Режим труда и отдыха установлен в зависимости от вида и категории трудовой деятельности. Виды трудовой деятельности разделены на три группы:

группа А - работа по считыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ;

группа Б - работа по вводу информации;

группа В - творческая работа в режиме диалога с ЭВМ.

Категории работы с ВДТ и ПЭВМ (I,II,III) установлены для групп А и Б по суммарному числу считываемых или вводимых знаков за рабочую смену, для группы В - по суммарному времени непосредственной работы с ВДТ или ПЭВМ.

Регламентирование шума при работе с ВДТ и ПЭВМ предусмотрено в октавных полосах частот со среднегеометрическими значениями 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000.

Допустимые значения виброскорости и виброускорения в м/с, м/с 2 и дБ установлены для среднегеометрических частот полос 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0, а также в третьоктавных полосах частот.

Учтены в СанПин 2.2.2.542-96 также эргономические требования, такие как высота стола над полом, основные размеры стула для учащихся и студентов.

Защита от электромагнитных полей . Все защитные мероприятия могут быть разделены на три группы:

Организационные;

Инженерно- технические;

Лечебно-профилактические.

Организационные мероприятия предусматривают оптимальное взаимное расположение облучающих объектов и обслуживающего персонала, разработку режима труда и отдыха с целью снижения до минимума времени нахождения людей под облучением.

Основой инженерно-технических мероприятий является экранирование. Экраны могут быть выполнены плоскими и замкнутыми, в виде оболочек. Основной характеристикой экранов является эффективность экранирования, т.е. степень ослабления электромагнитного поля. Она зависит от магнитной проницаемости материала, толщины его, удельного сопротивления, а также частоты электромагнитного поля.

В качестве материала для экранов обычно используют металлы (сталь, медь, алюминий). Изготавливают экраны или сплошными или сетчатыми. Кроме металлов могут быть использованы резина, древесное волокно, поролон, радиозащитное стекло с окиснометаллической пленкой.

Лечебно-профилактические мероприятия включают:

Предварительные и периодические медосмотры;

Сокращенный рабочий день;

Дополнительные отпуска.

Защитная одежда изготавливается из металлизированной ткани в виде комбинезонов, халатов, передников, курток с капюшонами с вмонтированными в них защитными очками.

В качестве профилактических мер при работах с ВДТ и ПЭВМ должны предусматриваться:

Проведение упражнений для глаз каждые 20-25 минут работы;

Проведение сквозного проветривания помещений во время перерывов;

Проведение физкультурной паузы во время перерывов;

Подключение таймера к ВДТ и ПЭВМ или централизованное отключение свечения информации на экранах видеомониторов с целью обеспечения нормируемого времени работы.

2.5.2. Лазерные излучения

Лазер - аббревиатура, состоящая из начальных букв английской фразы: Light Amplification by stimulated Emission of Radiation, что в переводе означает усиление света за счет создания стимулированного излучения. Лазерами называют устройства, основанные на принципе вынужденного индуцированного излучения атомов и молекул. В основе работы лазера лежит усиление светового излучения за счет энергии, накопленной атомами и молекулами лазерной среды в процессе накачки. Накачкой называют создание избытка атомов, находящихся в возбужденном состоянии. Способы накачки могут быть различными: оптическими, электрическими, электронными, химическими.

Лазерные установки нашли широкое применение во всех отраслях промышленности: в машиностроении для резки, сварки и упрочения металлов, в приборостроении - для обработки твердых и сверхтвердых сплавов, в радиоэлектронике - для точечной сварки, для производства печатных схем, микросварки, в текстильной промышленности - для раскроя тканей, в часовой промышленности - для прошивки отверстий в камнях и т.д. Растет применение лазеров в медицине: в офтальмохирургии, нейрохирургии. Большие перспективы открывает использование лазеров в области связи, в качестве источников света, для контроля за химическими процессами.

Общая и гигиеническая характеристика лазеров. Основными параметрами, характеризующими лазерные излучения с гигиенической точки зрения, являются: длина волны - l , мкм; энергетическая освещенность – W u , Вт/см 2 ; длительность импульса - t н ,с; частота повторения импульсов – f u , Гц; длительность воздействия - t , с.

Согласно "ГОСТ 12.1.040-83 Лазерная безопасность. Общие положения" все лазеры по степени опасности генерируемого излучения подразделяют на 4 класса. Лазеры 1 класса - выходное излучение их не представляет опасности для глаз и кожи.

Лазеры 2 класса - выходное излучение опасно для глаз при облучении прямым или зеркально отраженным излучением.

Лазеры 3 класса - их выходное излучение представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и при облучении кожи прямым и зеркально отраженным излучением.

Лазеры 4 класса - выходное излучение их представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.

Зеркально отраженным называют лазерное излучение, отраженное под углом, равным углу падения. Диффузно отраженное лазерное излучение - излучение, отраженное от поверхности, соизмеримой с длиной волны по всевозможным направлениям в пределах полусферы.

В зависимости от режима излучения различают два типа лазеров: непрерывного и импульсного действия.

По активному элементу, в котором энергия накачки преобразуется в излучение, различают лазеры газовые, жидкостные, полупроводниковые, твердотельные. По способу отвода тепла лазеры могут быть с естественным охлаждением и с принудительным воздушным или жидкостным.

При эксплуатации лазерных установок могут возникнуть следующие вредные и опасные факторы:

Лазерные излучения;

Повышенное значение напряжения в источниках электропитания лазеров;

Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

Повышенный уровень ультрафиолетовой радиации;

Повышенная яркость света;

Повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте;

Повышенный уровень электромагнитного излучения;

Повышенный уровень инфракрасной радиации;

Повышенная температура поверхности оборудования;

Взрывоопасность в системах накачки лазеров.

Действие лазерных излучений на организм человека. Биологическое действие лазерных излучений зависит от мощности излучения, длины волны, характера импульса, частоты следования, продолжительности облучения, величины облучаемой поверхности и от анатомических и функциональных особенностей облучаемых тканей.

Для непрерывного лазерного излучения характерен тепловой механизм действия, следствием которого является коагуляция (свертывание) белка, а при больших мощностях - испарение биоткани.

При действии импульсного лазерного излучения с длительностью импульсов менее 10 -2 с происходит преобразование энергии излучения в энергию механических колебаний, в частности, ударной волны.

Облучение брюшной стенки таким излучением может привести к повреж- дению печени, кишечника и других органов брюшной полости, а облучение головы - к внутриклеточным и внутримозговым кровоизлияниям.

Большую опасность представляют лазерные излучения для глаз и кожи. Наиболее уязвимым органом являются глаза. Хотя чувствительность тканей глаза мало отличается от чувствительности других тканей, но фокусирующая способность оптической системы глаза резко увеличивает плотность энергии лазерного излучения и поэтому глаза, особенно сетчатая оболочка, рассматриваются как критический орган по отношению к лазерным излучениям. Степень поглощения лазерной энергии зависит от пигментации глазного дна: большему воздействию подвержены голубые и зеленые глаза, меньшему - карие. Попадая в глаз, энергия лазера абсорбируется пигментным слоем и повышает температуру, вызывая ожог.

Лазерные излучения вызывают также повреждения кожи от покраснения до поверхностного обугливания. Степень воздействия при этом определяется как параметрами излучения лазера, так и пигментацией кожи, состоянием кровообращения. Пигментированная кожа поглощает значительно больше лазерных лучей, чем светлая кожа.

Кроме этого, под воздействием лазерных излучений возможны функ-циональные расстройства в деятельности центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, снижение работоспособности, быстрая утомляемость, нарушение мозгового кровообращения.

Гигиеническое нормирование лазерных излучений. Предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения устанавливаются в соответствии с требованиями "Санитарных норм и правил устройства и эксплуатации лазеров" № 2392-81. ПДУ лазерных излучений для конкретных условий воздействия рассчитываются с помощью соответствующих формул с учетом длины волны l , длительности воздействия t , энергетической экспозиции Н , диаметра зрачка глаза d 3 , фоновой освещенности роговицы, а также ряда поправочных коэффициентов на частоту повторения импульсов, длительность воздействия серии импульсов.

Рассчитанные для различных биологических эффектов величины ПДУ сравниваются между собой и в качестве определяющего принимается наимень- шее значение ПДУ.

При одновременном воздействии лазерных излучений различных параметров, но обладающих сходством биологического действия должно соблюдаться следующее условие:

где Н (1,2...) - энергетические экспозиции, создаваемые различными источниками лазерного излучения; Н ПДУ - ПДУ энергетической экспозиции для соответствующего источника излучения.

Защита от лазерных излучений. При разработке защитных мер руководствуются классом опасности лазеров. Все меры защиты могут быть разделены на организационные, технические и лечебно-профилактические.

Лазеры 3 и 4 классов опасности должны применяться только в установках закрытого типа, в которых зона взаимодействия лазерного излучения с мишенью и луч лазера на всем его протяжении изолированы от работающих. Помещения, где эксплуатируются лазерные установки, должны удовлетворять требованиям санитарных норм. Стены помещений должны иметь матовую поверхность, обеспечивающую максимальное рассеяние излучения. Для окраски стен рекомендуется использовать клеевые краски на основе мела.

В зависимости от длины волны излучения выбирают методы защиты:

Снижение времени контакта с излучением;

Увеличение расстояния до источника излучения;

Ослабление излучения с помощью светофильтров.

Марки стекол, используемые в средствах защиты от лазерного излучения, выбирают с учетом типа лазера и длины волны.

Введение

Известно, что излучения могут вредить здоровью человека и что характер наблюдаемых последствий зависит от типа излучения и от дозы. Влияние излучений на здоровье зависит от длины волны. Последствия, которые чаще всего имеют в виду, говоря об эффектах облучения (радиационное поражение и различные формы рака), вызываются только более короткими волнами. Эти типы излучений известны как ионизирующая радиация. В отличие от этого более длинные волны - от ближнего ультрафиолета (УФ) до радиоволн и далее - называют неионизирующим излучением, его влияние на здоровье совершенно иное. В современном мире нас окружает огромное количество источников электромагнитных полей и излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля. Излучение будет неионизирующим в том случае, если оно не способно разрывать химические связи молекул, то есть не способно образовывать положительно и отрицательно заряженные ионы.

Итак, к неионизирующим излучениям относятся: электромагнитные излучения (ЭМИ) диапазона радиочастот, постоянные и переменные магнитные поля (ПМП и ПеМП), электромагнитные поля промышленной частоты (ЭМППЧ), электростатические поля (ЭСП), лазерное излучение (ЛИ).

Нередко действию неионизирующего излучения сопутствуют другие производственные факторы, способствующие развитию заболевания (шум, высокая температура, химические вещества, эмоционально-психическое напряжение, световые вспышки, напряжение зрения). Так как основным носителем неионизирующего излучения является ЭМИ, большая часть реферата посвящена именно этому виду излучения.

Последствия действия излучения для здоровья человека

В подавляющем большинстве случаев облучение происходит полями относительно низких уровней, ниже перечисленные последствия относятся к таким случаям.

Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Эти системы организма являются критическими. Реакции этих систем должны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население.

Биологический эффект ЭМП 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 опасны ЭМП могут быть для детей, беременных, людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечнососудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.

Влияние на нервную систему

Большое число исследований, выполненных в России, и сделанные монографические обобщения, дают основание отнести нервную систему к одной из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию ЭМП. На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, имеющих контакт с ЭМП. Эти лица могут иметь склонность к развитию стрессорных реакций. Определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность к ЭМП. Особую высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.

Влияние на иммунную систему

В настоящее время накоплено достаточно данных, указывающих на отрицательное влияние ЭМП на иммунологическую реактивность организма. Результаты исследований ученых России дают основание считать, что при воздействии ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Установлено также, что у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается. Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на Т-систему клеточного иммунитета. ЭМП могут способствовать неспецифическому угнетению иммуногенеза, усилению образования антител к тканям плода и стимуляции аутоиммунной реакции в организме беременной самки.

Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную реакцию

В работах ученых России еще в 60-е годы в трактовке механизма функциональных нарушений при воздействии ЭМП ведущее место отводилось изменениям в гипофиз-надпочечниковой системе. Исследования показали, что при действии ЭМП, как правило, происходила стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождалось увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови. Было признано, что одной из систем, рано и закономерно вовлекающей в ответную реакцию организма на воздействие различных факторов внешней среды, является система гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников. Результаты исследований подтвердили это положение.

Влияние на половую функцию

Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и нейроэндокринной систем. Многократное облучение ЭМП вызывает понижение активности гипофиза

Любой фактор окружающей среды, воздействующий на женский организм во время беременности и оказывающий влияние на эмбриональное развитие, считается тератогенным. Многие ученые относят ЭМП к этой группе факторов. Принято считать, что ЭМП могут, например, вызывать уродства, воздействуя в различные стадии беременности. Хотя периоды максимальной чувствительности к ЭМП имеются. Наиболее уязвимыми периодами являются обычно ранние стадии развития зародыша, соответствующие периодам имплантации и раннего органогенеза.

Было высказано мнение о возможности специфического действия ЭМП на половую функцию женщин, на эмбрион. Отмечена более высокая чувствительность к воздействию ЭМП яичников нежели семенников.

Установлено, что чувствительность эмбриона к ЭМП значительно выше, чем чувствительность материнского организма, а внутриутробное повреждение плода ЭМП может произойти на любом этапе его развития. Результаты проведенных эпидемиологических исследований позволят сделать вывод, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам, повлиять на развитие плода и, наконец, увеличить риск развития врожденных уродств.

Другие медико-биологические эффекты

С начала 60-х годов в СССР были проведены широкие исследования по изучению здоровья людей, имеющих контакт с ЭМП на производстве. Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которого определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Было предложено выделить самостоятельное заболевание - радиоволновая болезнь. Это заболевание, по мнению авторов, может иметь три синдрома по мере усиления тяжести заболевания:

астенический синдром;

астено-вегетативный синдром;

гипоталамический синдром.