Электромагнитное излучение

Сегодня в мире существует множество источников электромагнитного излучения различной мощности. Каких-либо однозначных мер защиты или ограничения их влияния не существует, можно лишь ограничить себя от воздействия. В этой главе рассматриваются основные источники, общие и специфические меры защиты от вредного действия ЭМП. В городах присутствует достаточно высокий уровень излучения от электрического транспорта. Разработаны специальные нормы и ГОСТы для уменьшения вредного воздействия излучения на население. В основном, все они сводятся к «защите расстоянием», то есть организацией санитарной зоны около источников ЭМП, какими могут быть трамвайные и троллейбусные троллеи и линии метрополитена или электропоездов. Те же меры защиты должны соблюдаться вблизи линий электропередач. В зависимости от мощности ЛЭП, ширина санитарной зоны увеличивается. Наиболее мощное ЭМП создается теле - радиовещательными станциями. Иногда они располагаются непосредственно в жилой зоне. В таких случаях необходимо применение всех способов защиты. Здесь основной принцип обеспечение безопасности - соблюдение установленных Санитарными нормами и правилами предельно допустимых уровней электромагнитного поля.

  Наиболее общими являются следующие источники электромагнитного излучения:

  ЭЛЕКТРОПРОВОДКА

Эта неотъемлемая часть жизнеобеспечения населения вносит наибольший вклад в электромагнитную обстановку жилых помещений. К электропроводке относят как кабельные линии, подводящие электричество ко всем квартирам и внутри их, так и распределительные щиты и трансформаторы. В помещениях смежных с этими источниками уровень магнитного поля обычно повышен, а уровень электрического поля не высокий и не превышает допустимых значений.

БЫТОВЫЕ ЭЛЕКТРОПРИБОРЫ

Естественно, что все приборы, работающие на электрическом токе, являются источниками электромагнитных полей. Наиболее сильными источниками ЭМП являются микроволновые и электрические печи, кухонные вытяжки, пылесосы и холодильники с системой «no frost». Реально излучаемое ими поля разнится в зависимости от конкретных моделей, но следует заметить, что, чем выше мощность прибора, тем и магнитное поле, создаваемое им, выше. Значение же электрического поля гораздо меньше предельно допустимых значений. Наибольшее магнитное поле излучают микроволновые печи.

СРЕДСТВА СОТОВОЙ СВЯЗИ

Достаточно актуальным является вопрос биологической безопасности сотовой связи. Несмотря на его многочисленные исследования, однозначного ответа ученые так и не дали. Можно отметить лишь одно за все время существования сотовой связи ни один человек не получил явного ущерба здоровью из-за ее использования. Сотовая связь обеспечивается радиопередающими базовыми станциями и мобильными радиотелефонами пользователей-абонентов. Среди установленных в одном месте антенн базовой станции имеются как передающие, так и приемные антенны, которые не являются источниками ЭМП. Исходя из технологических требований построения системы сотовой связи, диаграмма направленности антенн в вертикальной плоскости рассчитана таким образом, что основная энергия излучения (более 90 %) сосредоточена в довольно узком "луче". Он всегда направлен в сторону от сооружений, на которых находятся антенны БС, и выше прилегающих построек, что является необходимым условием для нормального функционирования системы. Как и говорилось выше, влияние сотовых телефонов на здоровье человека не выявлено, но что организм "откликается" на наличие излучения сотового телефона.

ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ

Персональные компьютеры стали частью жизни многих людей. Некоторые используют их только на работе или дома, а некоторые проводят большую часть своего времени за компьютером. Влияние компьютеров однозначно сказывается на здоровье человека, влияя как на общее состояние, так и на зрение и другие органы. Но это влияние складывается множеством разнообразных факторов, таких как эргономика устройств персонального компьютера и рабочего места пользователя, освещенность и зашумленность помещения, электромагнитное поле, создаваемое компьютером. Основным источником ЭМП в персональном компьютере является монитор на электроннолучевой трубке. По сравнению с ним, все остальные устройства ПК производят минимальное излучения, за исключением, быть может, источника бесперебойного питания. Современные технологии позволяют отказаться от использования мониторов на электроннолучевой трубке и использовать жидкокристаллические мониторы, которые как техническим параметрам, так и параметрам воздействия на здоровье человека значительно отличаются в лучшую сторону.

Несколько лет назад широко применялись защитные экраны для мониторов, но сегодня надобность в них почти отпала, так как производители максимально снизили уровень излучения экрана и, во многих случаях, защитный экран монтируется непосредственно в корпус монитора. Но, все-таки, при использовании монитора на электроннолучевой трубке следует соблюдать некоторые меры предосторожности, такие как:

1. - размещение монитора таким образом, чтобы задняя его панель (область наибольшего излучения) была обращена от пользователя и окружающих его людей. Эта рекомендация наиболее актуальна для случаев, когда в одном помещении располагается несколько мониторов;

2. - достаточная освещенность рабочего места. Наиболее подходящим осветителем в данном случае является небольшая люминесцентная лампа;

3. - кратковременные перерывы в процессе работы.

Методы и устройства защиты от электромагнитного излучения

В настоящее время вопрос экологической безопасности и поиск средств защиты человека от разрушающих воздействий искусственных факторов окружающей среды является актуальным. Наиболее спорным и нерешенным остается до сих пор поиск средств защиты от искусственных электромагнитных излучений (ЭМИ).

Попытка создания универсальной эффективной защиты человека от комбинированных (как по частотным характеристикам, так и по интенсивности) опасных воздействий долгое время не имела успеха. Причина этого видится, прежде всего, в ошибочном выборе количественного метода измерения и оценки патологичности электромагнитных излучений различных приборов и устройств. Совершенно ясно, что данный путь является тупиковым, так как в этом случае пришлось бы снизить плотность электромагнитного потока от приборов до уровня сравнимого с излучением биологических объектов, а это нереально.

Как известно, к человеку и его взаимодействию с окружающей средой можно подходить с разных сторон. Так, рассматривая организм человека с позиций биоэнергетической системы, следует, прежде всего, определить основные механизмы взаимодействий энергетической и информационной компонент в полевом статусе биосистемы. При этом следует помнить, что организм человека представляет собой саморегулирующуюся в режиме ауторегуляции систему с большим запасом прочности при действии различных возмущений разной интенсивности. Адаптационные механизмы организма, в первую очередь, обеспечиваются способностью запуска системой неспецифической реакции в ответ на любой внешний раздражитель.

К сожалению, нарастание подобных внешних несанкционированных возмущений в виде широкого спектра электромагнитных воздействий техногенного происхождения в настоящее время происходит лавинообразно в связи с широким распространением как производственных, так и бытовых генераторов электромагнитного излучения. Эти электромагнитные воздействия, наряду и во взаимодействии с геомагнитными изменениями ("магнитные бури") играют большую роль в появлении отклонений гомеостатических реакций организма человека, приводящих к обострению хронических заболеваний, ухудшению психоэмоционального статуса, снижению работоспособности.

Положение достаточно серьезное, поскольку постоянное воздействие электромагнитных факторов особенно малой мощности, может привести к срыву адаптационно-приспособительных процессов и переходу их к новому типу функционирования или к их срыву - формирования хронического стресса и болезни.

В связи с вышеизложенным, на сегодняшний день можно выделить целый ряд возможных альтернативных типов защиты биополя человека от альтернирующего воздействия ЭМИ как антропогенного, так и естественного происхождения:

1. Убрать все электромагнитные поля техногенного происхождения по типу оптико-волоконной связи (или ее аналогии)

2. Снизить воздействие электромагнитных полей до интенсивности ниже пороговых.

3. Электромагнитные излучения техногенного происхождения вывести из полосы биологического рецептирования.

4. Экранировать биологические объекты (хотя бы человека).

5. Снизить уровень чувствительности человека к ЭМИ техногенного происхождения.

6. Адаптировать полевые и биоэнергетические системы организма человека путем активации систем резистентности (защиты), способной парировать электромагнитные атаки или нивелировать эти возмущения модификацией собственного биополевого статуса организма.

В последнем случае (наиболее реальный) используются чаще всего различные устройства, способные некоторым образом и с определенной эффективностью модифицировать собственный "информационно-волновой" статус организма к внешним возмущениям.

В настоящее время на рынке представлены различные типы таких устройств. Все их можно классифицировать следующим образом.

1. Поглощающие материалы (синтетические пленки, воск, войлок, бумага и т.п.);

2. Отражающие материалы (металлическая фольга, на изолирующих подложках из синтетических материалов);

3. Защитная одежда (ткани с включением в них металлических нитей);

4. Проводники различных форм со свойствами антенн (браслеты, пояса, колье, брелки и т.д.);

5. Дифракционные решетки разных типов;

6. Отклоняющие устройства (металлические изделия без покрытий и в изоляторах);

7. Различные резонаторы (спирали, конусы, пирамиды);

8. Генераторы электромагнитных импульсов.

Электромагнитное поле (ЭМП), частным случаем которого является электромагнитное излучение (ЭМИ), можно рассматривать как особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. ЭМП представляет собой взаимосвязанные переменные электрическое и магнитное поля. Взаимная связь электрического и магнитного полей заключается в том, что всякое изменение одного из них приводит к появлению другого: переменное электрическое поле, возбуждаемое ускоренно движущимися зарядами (источником поля), возбуждает в смежных областях пространства переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, возбуждает в прилегающих к нему областях пространства переменное электрическое поле, и т.д. Таким образом, ЭМП распространяется от точки к точке пространства в виде электромагнитных волн (излучений), "бегущих" от источника. Благодаря конечной скорости распространения ЭМП оно может существовать автономно от сформировавшего его источника и не исчезает с устранением источника . ЭМИ представляют собой переменное во времени ЭМП, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды. Максвеллом была разработана теория, позволяющая единым образом подходить к описанию ЭМИ всего частотного диапазона, начиная от радиоволн, и вплоть до гамма-излучения .

Защита от электромагнитных полей

Как отмечалось выше, реакция организма на ЭМП зависит от интенсивности поля, его частоты и других характеристик (например, параметров импульсной модуляции и др.). Поэтому трудно установить однозначное соответствие между реакцией организма и параметрами поля. В зависимости от рабочего диапазона частот, характеристики выполняемых работ и интенсивности поля для защиты персонала применяются методы и средства, которые условно можно разделить на инженерно-технические, организационные и лечебно-профилактические. Наиболее радикальным средством борьбы с помехами является их уничтожение или ослабление в месте возникновения, что достигается использованием экранирования, уменьшением паразитного излучения, применением направленных антенн, совершенствованием конструкций излучателей электромагнитных волн и т.д . Для защиты от электрических и магнитных полей различных диапазонов применяют комплекс инженерно-технических мер. При защите от электростатического поля (ЭСП) основными мерами уменьшения напряженности ЭСП в рабочей зоне являются: экранирование источников поля или рабочего места; применение нейтрализаторов статического электричества; применение антистатических препаратов или увлажнение электризующихся материалов; замена, по возможности, легко электризующихся материалов и изделий на не электризующиеся; подбор контактирующих поверхностей, исходя из условий наименьшей электризации; уменьшение скорости переработки и транспортировки материалов; поддержание оптимальной относительной влажности (не ниже 60 %), ионного состава воздуха рабочих помещений; удаление зон пребывания обслуживающего персонала от источников электростатических полей. В качестве индивидуальных средств защиты следует применять антистатические обувь, халаты и другие средства, обеспечивающие заземление тела человека. Для индивидуальной защиты от электрического поля промышленной частоты необходимо применять индивидуальные экранирующие комплекты, состоящие из электропроводящих куртки (или халата) с капюшоном, рукавиц (перчаток) и ботинок (сапог). Качество спецодежды контролируется с помощью специальных установок и "клетки Фарадея" . Инженерные меры защиты от электромагнитного поля радиочастоты и СВЧ включают в себя экранирование, применение средств индивидуальной защиты, уменьшение напряженности и плотности потока энергии в рабочей зоне за счет уменьшения мощности самого источника (если позволяют технические условия) и посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности . В настоящее время для защиты от ЭМИ применяются средства индивидуальной защиты (СИЗ) - радиозащитные костюмы, халаты, комбинезоны, защитные маски, фартуки, очки и др. Ввиду того, что СИЗ стесняют движения работающего и несколько ухудшают гигиенические условия, их используют лишь в особых случаях, например, при ремонтных работах в аварийных ситуациях, во время кратковременных настроечных и измерительных работах с радиотехническим оборудованием и в антенном поле радиотехнических станций. Они изготавливаются из хлопчатобумажной ткани с микропроводом и, в принципе, представляют собой сетчатые экраны . В помещениях при защите от внешних излучений применяется оклеивание стен специальными металлизированными обоями, засетчивание окон, применение специальных металлизированных штор и т.п. Снижение напряженности электромагнитных полей ВЧ и УВЧ на радио- и телестанциях, узлах электро- и радиосвязи достигается экранировкой действующих передатчиков и рациональным размещением отдельных ВЧ и УВЧ блоков в рабочих помещениях либо организацией дистанционного управления передатчиками. Для снижения уровня ЭМП на рабочих местах и в залах передатчиков необходимо: улучшить экранировку шкафов передатчиков, жалюзей и смотровых окон, устранить щели в металлическом корпусе; контролировать экранирование фидеров в помещениях и на антенных полях; осуществлять коммутацию электромагнитной энергии с помощью общих антенных коммутаторов, вынесенных в отдельные экранированные помещения.

Методы и средства экранирования электромагнитных излучений

Электромагнитные экраны являются средством ослабления взаимного влияния одних частей устройства на другие; средством защиты различных аппаратов и приборов в целом от воздействия ЭМП, создаваемых посторонними устройствами; средством подавления индустриальных помех у источников их возникновения; средством защиты обслуживающего персонала от ЭМИ, создаваемых мощными генераторами. Электромагнитными экранами называют конструкции, предназначенные для ослабления ЭМП . Экранированием называется локализация электромагнитной энергии в определенном пространстве за счет ограничения распространения ее всеми возможными способами. Из этого определения следует, что в понятие экрана входят как детали механической конструкции, так и электротехнические детали фильтрующих цепей и развязывающих ячеек, ибо только их совместное действие дает необходимый результат. Паразитная связь между разнесенными источником и приемником напряжения получается в основном по проводам. В таких случаях достаточно включить в них одну или несколько развязывающих ячеек, чтобы получить удовлетворительное экранирование без механических деталей. Определение необходимости той или иной степени экранирования данной электрической цепи так же, как и определение достаточности того или иного вида экрана почти не поддается техническому расчету, потому что известные теоретические решения отдельных простейших задач оказываются не применимыми к сложным электрическим цепям, состоящим из произвольно расположенных в пространстве элементов, излучающих электромагнитную энергию в самых разнообразных направлениях. Для расчета экрана пришлось бы учитывать влияние всех этих отдельных излучений, что невозможно. Поэтому от конструктора, работающего в этой области, требуется особенно ясное понимание физического действия каждой экранирующей детали, ее относительного значения в комплексе деталей экрана и умение выполнять ориентировочные подсчеты эффективности экрана.

Экранирование — наиболее эффективный способ защиты. Электромагнитное поле ослабляется экраном вследствие создания в толще  его  поля  противоположного направления. Степень ослабления электромагнитного поля  зависит  от  глубины проникновения высокочастотного тока в толщу  экрана.  Чем  больше  магнитная проницаемость экрана и выше частота экранируемого поля, тем  меньше  глубина проникновения  и  необходимая  толщина  экрана.  Экранируют  либо   источник излучений, либо рабочее место. Экраны бывают отражающие и поглощающие.

  Для защиты работающих от электромагнитных излучений применяют заземленные экраны,  кожухи,  защитные  козырьки,  устанавливаемые  на  пути  излучения. Средства защиты (экраны, кожухи) из радиопоглощающих  материалов  выполняют в виде тонких  резиновых  ковриков,  гибких  или  жестких  листов  поролона, ферромагнитных пластин.