Вплив ЕМП на біологічний об'єкт оцінюється кількістю електромагнітної енергії 1Уогл (Вт), яка поглинеться цим об'єктом при перебуванні його в полі:

де ? — густина потоку потужності випромінювання електромагнітної енергії, Вт/м2; Sеф - ефективна поглинаюча поверхня тіла людини, м*.

Унаслідок поглинання людиною енергії ЕМП відбувається нагрівання тканин організму тим більше, чим вищою є напруженість поля і довшим час впливу.

Зайва теплота відводиться до деякої межі шляхом збільшення навантаження на механізм терморегуляції. Однак починаючи зі значення інтенсивності випромінювання Іпор = 10 мВт/см2 (100 Вт/м2), яка називається тепловим порогом, організм не справляється з відведенням теплоти, і температура тіла підвищується.

При загальному опроміненні підвищення температури тіла більше ніж на ГС неприпустиме. Може спостерігатися також локальне нагрівання тканин. Перегрівання особливо шкідливим є для тканин зі слаборозвиненою судинною системою (очі, мозок, нирки, шлунок, жовчний і сечовий міхури), тому що кровообіг відіграє роль водяного охолодження.

Тепловий ефект є найбільшим в зоні НВЧ. Так, дія ЕМП частотою 3*10 у 9 ступені - 3*10 у 10 ступені Гц викликає катаракту очей (помутніння хрусталика), а опромінення ЕМП великої інтенсивності призводить до руйнівних змін у тканинах та органах, опіків, омертвіння тканин організму. Важкі ураження виникають тільки в аварійних випадках і трапляються вкрай рідко.

Крім теплового ефекту, біологічна дія ЕМП виявляється в зміні орієнтації клітин та молекул відповідно до напрямку силових ліній поля, в ослабленні біохімічної активності білкових молекул; зміні структури клітин крові (її складу), впливі на ендокринну систему та обмін речовин. Тому систематичний або тривалий вплив ЕМП навіть невеликої інтенсивності (нижче теплового порога) призводить до різних нервових і серцево-судинних розладів - головного болю, підвищеної стомлюваності, порушення сну, зміни кров'яного тиску, уповільнення пульсу, болю в ділянці серця й аритмії, випадання волосся, ламкості нігтів і т.д.

Вважається, що особливо чутливі до впливу ЕМП кора головного мозку і проміжний мозок. їхнє ураження викликає порушення процесів регуляції функцій організму з боку центральної нервової системи. На ранніх стадіях ці порушення стану здоров'я носять оборотний характер.

Поряд із біологічною дією, електричне поле зумовлює виникнення іскрових розрядів між людиною і будь-яким металевим предметом, що має інший, ніж у людини, потенціал. Наприклад, це може спостерігатися у випадку дотику людини, ізольованої від землі, до металевого об'єкта, пов'язаного із землею. Струм розряду може викликати больові відчуття і судоми. При різниці потенціалів 15 кВ через людину протягом 0,05-0,5 мкс проходить струм розряду силою кілька десятків амперів, що викликає короткочасні шокові стани. При торканні до предметів великої довжини (трубопровід, дротова огорожа тощо) струм, що проходить через людину, може досягати значень, небезпечних для життя.

Нормування електромагнітних випромінювань

Допустимі рівні ЕМП на робочих місцях при роботі з джерелами електромагнітних випромінювань (ЕМВ) установлюються відповідно до вимог ГОСТу 12.1.006-84 ССБТ "Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля на рабочих местах", що поширюється на діапазони частот 60 кГц - 300 ГГц.

У ближній зоні, яка має фізичне значення при частотах до 300 МГц, нормуються напруженості електричної і магнітної складових полів.

У дальній зоні в діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц, у якому, як правило, і перебуває персонал, що обслуговує джерела ЕМВ із довжиною хвилі менше метра, нормується густина потоку енергії та енергетичне навантаження.

У діапазоні частот 60 кГц — 300 МГц гранично допустима напруженість ЕМП на робочих місцях протягом робочого дня не може перевищувати наступних значень:

для електричних полів:

f, МГц 0,06-3 3-30 30-50 50-300

Е,В/м 50 20 10 5

для магнітних полів:

f,МГц 0,06-1,5 30-50

Н,А/м 5 0,3

У випадках, коли час впливу ЕМП на персонал не перевищує 50% тривалості робочого дня, допускаються рівні, вищі зазначених, але не більше ніж удвічі.

Гранично допустимі значення ГПЕ ЕМП у діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц на робочих місцях для персоналу слід визначати, виходячи з гранично допустимого енергетичного навантаження ЕНГДР на організм і часу впливу Т, за формулою:

Нормоване значення ЕНГДР за робочий день становить 2 Вттод/м2 для всіх випадків опромінення, крім опромінення від обертових і сканувальних антен, та 20 Вттод/м2 для випадків опромінення від таких антен.

На практиці трапляються ситуації, коли в приміщення чи в навколишнє середовище одночасно надходить випромінювання різних частотних діапазонів, для яких установлені різні санітарні нормативи. У такому випадку вимірювання виконують окремо для кожного джерела при виключенні інших. При цьому сумарна інтенсивність впливу від усіх джерел у досліджуваній точці в діапазоні 60 кГц -300 МГц має задовольняти наступній умові:

де Е12 п - напруженість електричного поля від кожного джерела ЕМВ; ЕГДР12 - гранично допустимі рівні напруженості електричного поля для відповідного частотного діапазону.

У тому випадку, коли на робоче місце надходять ЕМП від кількох джерел, що працюють у діапазоні частот 60 кГц - 300 МГц, для яких встановлено один і той самий норматив, сумарну інтенсивність впливу обчислюють за формулами:

У випадку одночасного впливу на персонал ЕМП діапазону частот 60 кГц - 300 ГГц з різними нормованими параметрами відповідність рівнів опромінення вимогам нормативів досягається за умови:

Найчастіше людині доводиться працювати з джерелами ЕМП промислової частоти 50 Гц. У цьому випадку обслуговуючий персонал перебуває у ближній зоні, а основним параметром, що характеризує біологічну дію ЕМВ, є електрична напруженість. Магнітна ж складова помітного впливу на організм не чинить, бо напруженість магнітного поля в діючих установках і навколо високовольтних ліній напругою до 750 кВ включно не перевищує 25 А/м. Згідно з ДНАОПом 0.03-3.13-85 (СН 3206-85) "Гранично допустимі рівні магнітних полів частотою 50 Гц" їх шкідлива біологічна дія виявляється при напруженості 1,4 кА/м.

На напруженість електричного поля промислової частоти і характер його розподілу впливає напруга електроустановок і високовольтних ліній. Спеціальні спостереження і дослідження, проведені у багатьох країнах, дали змогу з'ясувати, що помітні зміни в здоров'ї обслуговуючого персоналу виникають у випадку напруги понад 400 кВ. Допустимі рівні напруженості електричного поля частотою 50 Гц залежно від тривалості його впливу на людину передбачені ГОСТом 12.1.002-84 ССБТ "Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах".

ГДР напруженості електричного поля встановлюється 25 кВ/м. Перебування в електричних полях напруженістю понад 25 кВ/м без засобів захисту забороняється. Перебування в електричних полях напруженістю до 5 кВ/м допускається протягом робочого дня.

Оцінку постійних магнітних полів здійснюють згідно з ДНАОПом 0.03-3.04-77 (СН 1742-74) "Гранично допустимі рівні впливу постійних магнітних полів при роботі з магнітними пристроями і магнітними матеріалами". Напруженість постійних магнітних полів не повинна перевищувати 8 кА/м.

Для вимірювання напруженості електричного і магнітного полів у діапазоні частот 60 кГц - 300 МГц використовують прилади ВЕМП-1 і ВЕМП-Т; для вимірювання густини потоку енергії в діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц застосовують прилади ПЗ-9, ПЗ-13; а напруженість електричного поля промислової частоти виміряють приладами ПЗ-1 і ВНЕП-50.

Методи захисту від БМП

Якщо характеристики ЕМВ перевищують вимоги нормативних актів, застосовують різні засоби і способи захисту персоналу. Вибір того чи іншого способу захисту залежить від робочого діапазону частот, характеру виконуваних робіт та умов опромінення, від параметрів ЕМВ і необхідного ступеня захисту.

Найбільшого поширення одержали наступні методи захисту від ЕМВ:

1. Зменшення потужності випромінювання в джерелі. Як видно з формули (3.68), інтенсивність опромінення/прямо пропорційна потужності випромінювача Р й обернено пропорційна квадрату відстані між джерелом і робочим місцем Я.

Зменшення параметрів випромінювання безпосередньо у самому джерелі досягається раціональним вибором генератора, застосуванням узгоджених навантажень і спеціальних пристроїв - поглиначів потужності (еквівалент антени і навантаження). Останні застосовують як навантаження генераторів замість відкритих випромінювачів. Поглиначі потужності - це коаксіальні та хвилеводні лінії, частково заповнені поглинаючими матеріалами (чистим графітом або графітом у суміші з цементом, піском і Гумою; пластмасами; порошковим залізом у бакеліті; керамікою; деревом; водою тощо).

2. Захист відстанню. Якщо неможливо послабити інтенсивність опромінення цими методами, використовують захист відстанню і її збільшенням. Уже зазначалося, що напруженості електричних і магнітних полів убувають у міру збільшення відстані. Захист відстанню забезпечується за рахунок механізації й автоматизації виробничих процесів, застосуванням дистанційного управління і спеціальних маніпуляторів, раціональним розміщенням устаткування та робочих місць.

На підставі інструментальних вимірювань характеристик ЕМП для кожного конкретного випадку розміщення апаратури виділяють зони випромінювання, межі яких позначають яскравою фарбою на підлозі. Передбачаються сигнальні кольори та знаки безпеки відповідно до ГОСТу 12.4.026-76 ССБТ