Неионизирующие электромагнитные излучения и поля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Практическое занятие

Неионизирующие электромагнитные излучения и поля

1. Теоретическое обоснование

электромагнитный излучение защита неблагоприятный

Цель занятия: изучить действующие гигиенические нормативные документы по электромагнитным излучениям и полям (ЭМП) в производственных условиях, требования к проведению контроля и по обеспечению защиты работников от неблагоприятного влияния ЭМП.

К неионизирующим электромагнитным излучениям и полям относятся электромагнитные излучения радиочастотного и оптического диапазонов, а также условно - статические электрические и постоянные магнитные поля, поскольку последние, строго говоря, излучениями не являются.

Электромагнитные излучения распространяются в виде электромагнитных волн, основными характеристиками которых являются: длина волны - (м), частота колебаний - f (Гц), и скорость распространения - с (м/с).

В свободном пространстве скорость распространения ЭМИ равна скорости света - с =3 • 10⁸м/с, при этом указанные параметры связаны между собой следующим соотношением:

.

Геомагнитное поле - это ЭМП естественного происхождения. В спектре естественных ЭМП условно можно выделить несколько составляющих - это постоянное магнитное поле Земли (геомагнитное поле - ГМП), электростатическое поле и переменные электромагнитные поля в диапазоне частот от 10^-3 Гц до 10¹² Гц. Особое внимание при изучении влияния естественных ЭМИ на живую природу уделяется геомагнитному полю, как одному из важнейших факторов окружающей среды.

Оценка и нормирование ослабления геомагнитного поля на рабочем месте проводится на основании определения его интенсивности внутри помещения, объекта, технического средства и в открытом пространстве на территории, прилегающей к месту его расположения, с последующим расчетом коэффициента ослабления ГМП.

Интенсивность ГМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в Тл (мкТл, нТл), которые связаны между собой следующим соотношением:

, (1)

где ₀ = 4•10^-7 Гн/м - магнитная постоянная.

Коэффициент ослабления интенсивности ГМП (К_о^ГМП) равен отношению интенсивности ГМП открытого пространства (Н_о или В_о) к его интенсивности внутри помещения (Н_в или В_в):

, (2)

где, Н_О - модуль вектора напряженности магнитного поля в открытом пространстве; Н_В - модуль вектора напряженности магнитного поля на рабочем месте в помещении.

Временный допустимый коэффициент ослабления интенсивности ГМП (К_о^ГМП) на рабочих местах персонала в помещениях (объектах, технических средствах) в течение смены не должен превышать 2: .

Статические электрические поля (ЭСП) представляют собой поля неподвижных электрических зарядов, либо стационарные электрические поля постоянного тока. Основными физическими параметрами ЭСП являются напряженность поля и потенциалы его отдельных точек. Напряженность ЭСП - векторная величина - определяется отношением силы, действующей на точечный заряд к величине этого заряда, измеряется в вольтах на метр (В/м).

Предельно допустимая величина напряженности ЭСП на рабочих местах устанавливается в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня.

Предельно допустимая напряженность электростатического поля (Е_ПДУ) на рабочих местах обслуживающего персонала не должна превышать следующих величин:

- при действии до 1 ч - 60кВ/м;

- при воздействии свыше 1 ч за смену величина Е_ПДУ определяется по формуле:

, (3)

где t - время в часах за смену.

Соответственно в диапазоне интенсивностей 20-60 кВ/м допустимое время пребывания персонала также можно определить по формуле:

, (4)

где Е_ф - измеренное значение напряженности ЭСП (кВ/м).

При напряженностях ЭСП, превышающих 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается. При напряженностях ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.

Постоянные магнитные поля (ПМП). Основными физическими параметрами, характеризующими ПМП, являются напряженность поля (Н), магнитный поток (Ф) и магнитная индукция (В). В системе СИ единицей измерения напряженности магнитного поля является ампер на метр (А/м), магнитного потока - Вебер (Вб), магнитной индукции (или плотности магнитного потока) - тесла (Тл).

Оценка и нормирование ПМП осуществляются по уровню магнитного поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействия. Уровень воздействия оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в мТл.

Например, при общем воздействии ПМП в течение рабочего дня (более 1ч) ПДУ напряженности ПМП составляет 8 кА/м.

Электромагнитные поля промышленной частоты (ЭМП ПЧ) являются частью сверхнизкочастотного диапазона радиочастотного спектра, наиболее распространенной как в производственных условиях, так и в условиях быта. Диапазон промышленной частоты представлен в нашей стране частотой 50 Гц (в ряде стран Американского континента 60 Гц). Гигиеническая оценка ЭМП ПЧ осуществляется раздельно по электрическому и магнитному полям (ЭП и МП ПЧ).

Предельно допустимый уровень ЭП ПЧ для полного рабочего дня составляет 5кВ/м, а максимальный ПДУ для воздействия не более 10 минут - 25 кВ/м. В интервале интенсивностей 5-20 кВ/м допустимое время пребывания определяется по формуле:

(5)

где: Т - допустимое время пребывания в ЭП ПЧ при соответствующем уровне напряженности, ч; Е - напряженность воздействующего ЭП ПЧ в контролируемой зоне, кВ/м.

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время напряженность ЭП не должна превышать 5 кВ/м.

Время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП ПЧ (Т_пр) вычисляют по формуле:

, (6)

где Т_пр - приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребыванию в ЭП ПЧ нижней границы нормируемой напряженности; t_Е1, t_Е2, ..., t_En - время пребывания в контролируемых зонах с напряженностью Е₁, Е₂, ..., Е_n, ч; Т_Е1, Т_Е2, ..., Т_En - допустимое время пребывания для соответствующих контролируемых зон.

Приведенное время не должно превышать 8 ч.

Количество контролируемых зон определяется перепадом уровней напряженности ЭП ПЧ на рабочем месте. Различие в уровнях напряженности ЭП ПЧ контролируемых зон устанавливается 1 кВ/м.

Предельно допустимые уровни напряженности периодических (синусоидальных) МП ПЧ устанавливаются для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия и дифференцированы по времени. Например, ПДУ периодического МП ПЧ при общем воздействии составляют от 100 мкТл (80А/м) при пребывании в течение рабочего дня до 2 мТл (1600 А/м) - при кратковременном пребывании (до 1 часа за рабочий день).

Для условий воздействия импульсных МП ПЧ предельно допустимые уровни амплитудного значения напряженности поля (Н_ПДУ) дифференцированы в зависимости от общей продолжительности воздействия за рабочую смену и характеристики импульсных режимов генерации. Например, при длительности импульса более 0,02 с и длительности паузы между импульсами менее 2 с напряженность магнитного поля не должна превышать 6000 А/м при кратковременном воздействии (до 1 часа за рабочий день).

К электромагнитным излучениям радиочастотного (или радиоволнового) диапазона (ЭМИ РЧ) относятся ЭМП с частотой 3 Гц до 3*10¹² Гц (соответственно с длиной волны от 100000 км до 0,1 мм).

Интенсивности ЭМИ РЧ оценивают по напряженности электрического (Е) и магнитного (Н) полей в В/м и А/м (кВ/м и кА/м), а также по поверхностной плотности потока энергии (ППЭ), имеющей размерность Вт/м² (мВт/см², мкВт/см²).

На практике, как правило, напряженность электрического (Е) и магнитного (Н) полей оцениваются для ЭМИ РЧ с частотой менее 300 МГц, плотность потока энергии (ППЭ) - для частот выше 300 МГц.

В профессиональных ПДУ воздействия в диапазоне частот до 30 кГц основным нормируемым параметром является напряженность электрического (Е) и магнитного (Н) полей, временной фактор учитывается в меньшей степени. ПДУ воздействия ЭМИ РЧ диапазона частот 10 - 30 кГц составляют 500 В/м и 50 А/м для полного рабочего дня и 1000 В/м и 100 А/м - для воздействия до 2 ч за рабочий день.

В диапазоне частот выше 30 кГц используется энергетический (или дозный) подход. Наряду с интенсивностными параметрами (Е, Н, ППЭ) нормируется энергетическая экспозиция (ЭЭ) за рабочий день.

ЭЭ выражается в диапазоне частот до 300 МГц произведением квадрата напряженности ЭП или МП на время воздействия на организм;

в диапазоне частот выше 300 МГц - произведением ППЭ излучения на время воздействия:

ЭЭ_Е= Е²*Т, (В/м)²*ч; (7)

ЭЭ_Н = Н²*Т, (А/м)²*ч; (8)

ЭЭ_ПДУ = ППЭ*Т, (Вт/м²)*ч, (мкВт/см²)*ч. (9)

Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМИ РЧ представлены в табл. 1, ПДУ энергетических экспозиций ЭМИ РЧ - в табл. 2.

Таблица 1. Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМИ диапазона частот 30 кГц - 300 ГГц

(*) Для условий локального облучения кистей рук.

Таблица 2. ПДУ энергетических экспозиций ЭМИ диапазона частот 30 кГц - 300 ГГц

Требования к условиям труда работников, подвергающихся профессиональному воздействию ЭМП перечисленных частотных диапазонов, изложены в различных нормативных документах (табл. 3).

Таблица 3. Перечень нормативных документов, определяющих требования к воздействию ЭМП в производственных условиях

2. Задания для самостоятельного выполнения

На практическом занятии студенты должны познакомиться с действующими нормативными документами по ЭМП, которые устанавливают ПДУ, а также требования к проведению контроля уровней ЭМП на рабочих местах, методам и средствам защиты работников.

Результаты работы должны быть занесены в таблицу (табл. 4).

Таблица 4. ЭМП в производственных условиях

* Для заполнения графы 2 необходимо использовать лекционный материал, дополнительную литературу.

С помощью нормативных документов решить задачи, исходные данные вариантов даны в таблице 5.:

Интенсивность ГМП на открытой территории составляет 50 А/м, а на рабочем месте - 25 А/м. Оцените условия труда на рабочем месте по данному фактору рабочей среды.

Как должна быть ограничена продолжительность воздействия ЭСП в течение смены, если его фактическая напряженность составляет (Е_факт.,) кВ/м?

При какой напряженности ЭСП время работы персонала не должно превышать t ч в течение смены?

Как должна быть ограничена продолжительность воздействия ЭП ПЧ в течение смены, если его фактическая напряженность составляет Е_факт., кВ/м?

Соответствует ли время пребывания персонала подстанции на рабочих местах нормам при условии обслуживания закрытых распределительных устройств (ЗРУ) с напряженностью электрического поля Е_1., Е₂ и Е₃ кВ/м в течение T _E1, T_E2 и T_E3 ч соответственно? На сколько можно сократить время пребывания персонала в контролируемых зонах?

Плотность потока энергии на кормовой оконечности палубы при работе радиолокационной станции судна составляет Х мкВт/см². Допустима ли 8-часовая работа команды в указанном месте?

Оценить воздействие ЭМИ РЧ на оператора радиостанции при одновременной работе двух источников ЭМИ РЧ (=Х МГц) при условии, что время работы каждого составляет 4 ч. Кроме того, на рабочем месте измеренная поверхностная плотность потока энергии составляет 30 и 27 мкВт/см².

Оценить воздействие ЭМИ РЧ на оператора радиостанции четырех источников ЭМИ РЧ с рабочими частотами 35 кГц, 40, 250 и 450 МГц. Время работы каждого в течение рабочего дня составило 2, 1, 1 и 2 ч соответственно. Измеренные на рабочем месте напряженность электрического и магнитного поля, поверхностная плотность потока энергии составили: Е₁=40 В/м, Н₁=5 А/м, Е₂= 8 В/м, Н₂=2 А/М, Е₃=10 В/м, ППЭ=80 мкВт/см².

Таблица 5. Варианты заданий к практической работе по теме ««Неионизирующие электромагнитные излучения и поля»

3. Вопросы для подготовки к защите темы

Неионизирующие электромагнитные излучения и поля естественного происхождения, биологическое действие геомагнитного поля, принципы нормирования, требования к контролю.

Статические электрические поля, область применения, биологическое действие, нормирование, требования к контролю, меры защиты и профилактики.

Постоянные магнитные поля, область применения, биологическое действие, нормирование, требования к контролю, меры защиты и профилактики.

Электрические поля промышленной частоты, область применения, биологическое действие, нормирование, требования к контролю, меры защиты и профилактики.

Магнитные поля промышленной частоты, область применения, биологическое действие, нормирование, требования к контролю, меры защиты и профилактики.

ЭМИ РЧ, область применения, биологическое действие, нормирование, требования к контролю, меры защиты и профилактики.

Литература

1. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов. Под общей ред. С.В. Белова. - М.: Высш. шк., 1999. - 448 с.

2. Кученко Г.Н., Кашкова И.А. Производственная санитария и гигиена труда. М.: Высшая школа, 1990 - 250 с.

3. Производственная санитария и гигиена труда: Учебное пособие для вузов / Е.В. Глебова.-2-е изд., перер. и доп. - М: Высшая школа, 2007, - 382 с.

4. Т.Г. Феоктистова, О.Г. Феоктистова, Т.В. Наумова. Учебное пособие .Производственная санитария и гигиена труда. М.: ИНФРА-М, 2013-382 с.

5. М.В. Графкина, В.А. Михайлов, Б.Н. Нюнин. Безопасность жизнедеятельности. М: ИД Проспект, 2008- 608 с.

6. Девисилов В.А. Охрана труда: учебник. -3-е изд., М.: ФОРУМ: ИНФРА - М, 2007.- 448 с.

7. Руководство. Физические факторы. Эколого-гигиеническая оценка и контроль. Т. 1, Т. 2. Измеров Н.Ф., Суворов Г.А., Куралесина Н.А. М.: Медицина, 1999.

8. Реакции организма человека на воздействие опасных и вредных производственных факторов. Справочник в 2 томах. Под ред. Бирюкова Б.В. М.: Госстандарт, 1991, - т. 1 - 350 с., т. 2 - 367 с.

9. Алексеев С.В., Усенко В.Р. Гигиена труда. М.: Медицина, 1988, - 556 с.

10. Безопасность и охрана труда. Учебное пособ. для вузов. Под ред. Русака О.Н. СПб.: МАНЭБ, 2001, -279 с.

11. Измеров Н.Ф. Физические факторы производственной и природной среды. Гигиеническая оценка и контроль / Н.Ф. Измеров, Г.А. Суворов. - М.: Медицина, 2003. - 560 с.

Размещено на Allbest.ru