Электромагнитные поля и излучения

 При использовании специальной одежды и средств защиты лица и рук, не пропускающих излучение (спилка, кожи, тканей с пленочным покрытием и т. п.), допустимая интенсивность облу-чения в области УФВ + УФС (200...315 нм) не должна превышать 1 Вт/м2.

 Лазерное излучение (ЛИ) представляет собой особый вид электромагнитного излучения, ге-нерируемого в диапазоне длин волн 0,1.. 1000 мкм. Отличие ЛИ от других видов излучения заклю-чается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности. При оценке био-логического действия следует различать прямое, отраженное и рассеянное ЛИ. Эффекты воздей-ствия определяются механизмом взаимодействия ЛИ с тканями (тепловой, фотохимический, удар-но-акустический и др.) и зависят от длины волны излучения, длительности импульса (воздей-ствия), частоты следования импульсов, площади облучаемого участка, а также от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов. ЛИ с длиной волны 380...1400 нм представляет наибольшую опасности для сетчатки глаза, а излучение с длиной волны 180...380 нм и свыше 1400 нм – для передних сред глаза.

 Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны в спек-тральном диапазоне λ= 180...100 000 нм. При воздействии ЛИ в непрерывном режиме преобладают в основном тепловые эффекты, следствием которых является коагуляция (свертывание) белка, а при больших мощностях –испарение биоткани. Степень повреждения кожи зависит от первоначально поглощенной энергии. Повреждения могут быть различными: от покраснения до поверхностного обугливания и образования глубоких дефектов кожи; значительные повреждения развиваются на пигментированных участках кожи (родимых пятнах, местах с сильным загаром). Минимальное повреждение кожи развивается при плотности энергии 0,1...1 Дж/см2.

 Лазерное излучение особенно дальней инфракрасной области (свыше 1400 нм) способно проникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы (прямое ЛИ).

 Импульсный режим воздействия ЛИ с длительностью импульса меньше 10-2 с связан с пре-образованием энергии излучения в энергию механических колебаний, в частности, ударной волны. Ударная волна состоит из группы импульсов различной длительности и амплитуды. Максималь-ную амплитуду имеет первый импульс сжатия, который является определяющим в возникновении повреждения глубоких тканей. Например, прямое облучение поверхности брюшной стенки вызы-вает повреждение печени, кишечника и других органов брюшной полости; при облучении головы возможны внутричерепные и внутримозговые кровоизлияния. Обычно различают локальное и об-щее повреждения организма.

 Лазерное излучение представляет особую опасность для тех тканей, которые максимально поглощают излучение. Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также спо-собность оптической системы глаза увеличивать плотность энергии (мощности) излучения види-мого и ближнего ИК-диапазона (750...14000 нм) на глазном дне до 6 • 104 раз по отношению к ро-говице делают глаз наиболее уязвимым органом. Степень повреждения глаза может изменяться от слабых ожогов сетчатки до полной потери зрения.

 Повреждения сетчатки дифференцируют на временные нарушения, например ослепление от высокой яркости световой вспышки при плотности излучения на роговице около 150 Вт/см2, и по-вреждения, сопровождающиеся разрушением сетчатки в форме термического ожога с необрати-мыми повреждениями или в виде «взрыва» зерен пигмента меланина, причем сила взрыва такова, что зерна пигмента выбрасываются в стекловидное тело.

 Степень повреждения радужной оболочки ЛИ в значительной мере зависит от ее окраски. Зеленые и голубые глаза более уязвимы, чем карие. Длительное облучение глаза в диапазоне близ-кого инфракрасного ЛИ может привести к помутнению хрусталика; воздействие ЛИ ультрафиоле-тового диапазона (200...400 нм) поражает роговицу, развивается кератит. Наибольшим фотокера-тическим действием обладает излучение с длиной волны 280 нм. Излучение с длиной волны 320 нм почти полностью поглощается в роговице и в передней камере глаза, а с длиной волны 320...390 нм –в хрусталике.

 Длительное хроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения вызывает неспецифические, преимущественно вегетативно-сосудистые нарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции.

 При нормировании Л И устанавливают предельно допустимые уровни ЛИ для двух условий облучения – однократного и хронического, для всex диапазонов длин волн: 180...300 нм, 380...1400 нм, 1400...100 000 нм. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция Н и об-лученность Е.

 Гигиеническая регламентация ЛИ производится по Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуатации лазеров – СН 5804– 91.

 Для определения ПДУ (Нпду и Епду) при воздействии ЛИ на кожу усреднение производится по ограничивающей апертуре диаметром 1,1∙103 м (площадь апертуры Sa = 10-6 м2). Для определе-ния Нпду и Епду при воздействии ЛИ на глаза в диапазонах 180...380 нм и 1400...100 000 нм усредне-ние производится также по апертуре диаметром 1,1∙10-3 м, в диапазоне 380...1400 нм –по апертуре диаметром 7∙10-3 м.

 Нормируются также энергия W и мощность Р излучения, прошедшего через указанные ограничивающие апертуры. ПДУ ЛИ существенно различаются в зависимости от длины волны, длительности одиночного импульса, частоты следования импульсов; установлены раздельные ПДУ при воздействии на глаза и кожу.

 В зависимости от выходной энергии (мощности) и ПДУ при однократном воздействии гене-рируемого излучения по степени опасности лазеры разделяют на четыре класса. К лазерам I класса относят полностью безопасные лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности при облучении глаз и кожи. У лазеров II класса выходное излучение представляет опасность при облучении кожи или глаз человека коллимированным пучком (пучком, заключенным в ограничен-ном телесном угле); диффузно отраженное их излучение безопасно как для кожи, так и для глаз.

 Выходное излучение лазеров III класса представляет опасность при облучении глаз не толь-ко коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) при облучении кожи коллимированным пучком. Диффузно отраженное излучение не представляет опасности для кожи. Этот класс распространяется только на лазеры, ге-нерирующее излучение которых в спектральном диапазоне составляет 380...1400 нм.

 К лазерам IV класса относят такие лазеры, диффузно отраженное излучение которых пред-ставляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности. 

 Источники э/м излучения

1. Транспорт  на электрической тяге - электропоезда  (в том числе поезда метрополитена), троллейбусы, трамваи и т. п. - является относительно мощным источником магнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц.

2. Линии электропередач. 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.

3. Электропроводка  внутри зданий. В помещениях, смежных  с источниками э/м поля (распределительные щиты и трансформаторы), обычно повышен уровень магнитного поля промышленной частоты (50 Гц), вызываемый протекающим электротоком (электрическим потоком).

4. Персональные  компьютеры.

5. Радары.

6. Спутниковая  и сотовая связь.

7. 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 Э/М поле в зависимости от конкретной модели и режима работы может сильно различаться среди оборудования одного типа. Все ниже приведенные данные относятся к магнитному полю промышленной частоты 50 Гц.

Источники ЭМИ радиочастотного диапазона широко используются в самых различных отраслях народного хозяйства. Они применяются для передачи информации на расстоянии (радиовещание радиотелефонная связь, телевидение, радиолокация и др.). В промышленности ЭМИ радиоволнового диапазона используются для индукционного и диэлектрического нагрева материалов (закалка, плавка, напайка, сварка, напыление металлов, нагрев внутренних металлических частей электровакуумных приборов в процессе откачки, сушка древесины, нагрев пластмасс, склейка пластикатов, термообработка пищевых продуктов и др.). ЭМИ широко применяются в научных исследованиях (радиоспектроскопия, радиоастрономия) и медицине (физиотерапия, хирургия, онкология). В ряде случаев ЭМИ возникают как побочный неиспользуемый фактор, например, вблизи воздушных линий электропередачи (ВЛ), трансформаторных подстанций, электроприборов, в том числе, бытового назначения. Основными источниками излучения ЭМП РЧ в окружающую среду служат антенные системы радиолокационных станций (РЛС), радио- и телеорадиостанций, в том числе, систем мобильной радиосвязи и воздушные линии электропередачи.