Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України
Криворізька загальноосвітня школа І – ІІІ ступенів № 60
Вплив
електромагнітного випромінювання
від побутових приладів
на організм людини
Виконала: учениця 11 – А класу
Масалітіна Вікторія
Керівник: вчитель фізики
Коновалова С.Є.
м. Кривий Ріг
2015
Зміст
I. Електромагнітне поле і його характеристики
II. Джерела електромагнітних випромінювань
2.1 Природні джерела електромагнітних полів
2.2 Антропогенні джерела електромагнітних полів
2.3 Випромінювання побутових приладів
2.4 Випромінювання від довгохвильових радіо передавальних центрів
ІІІ. Механізм впливу електромагнітного випромінювання
3.1 Вплив електромагнітних полів на організм
3.2 Захист від електромагнітних випромінювань
IV. Дослідження випромінювання побутових приладів
4.1 Гранично допустимі норми опромінення згідно МСанПіН
4.2 Вимірювання електромагнітного випромінювання
Всі речовини безперервно випромінюють електромагнітні хвилі. Спектр випромінювання охоплює великий діапазон довжин хвиль: від радіохвиль довжиною сотні метрів до жорсткого космічного випромінювання з довжиною хвилі 10-12м. Природний електромагнітний спектр охоплює хвилі довжиною від 10-14 метрів до 105 кілометрів. Теплове (інфрачервоне) випромінювання випускають тіла в певному діапазоні температур. Чим вище температура тіла, тим коротше довжина хвилі і вище інтенсивність випромінювання.
Серед різних фізичних факторів навколишнього середовища, які можуть надавати несприятливий вплив на людину та біологічні об'єкти, велику складність представляють електромагнітні поля неіонізуючої природи, особливо пов'язані з радіочастотними випромінювання. Електромагнітні поля - це особлива форма існування матерії, що характеризується сукупністю електричних і магнітних властивостей. Основними параметрами, що характеризують електромагнітне поле, є: частота, довжина хвилі і швидкість розповсюдження. Електромагнітні поля оточують нас всюди, але ми не можемо їх відчути і взагалі помітити, - тому ми не бачимо випромінювань міліцейського радара, не бачимо променів, що надходять від телевізійної вежі або лінії електропередачі.
У процесі життєдіяльності людина постійно перебуває в зоні дії електромагнітного (ЕМ) поля Землі. Таке поле, зване фоном, вважається нормальним і не завдає здоров'ю людей ніякої шкоди.
Зараз міцно ввійшли до нас в життя різні "розумні" машини (комп'ютери, мобільні телефони, мікрохвильові печі, телевізори, пральні та швацькі машини, фени та інше) насправді здатні принести людині набагато більше шкоди, ніж здається на перший погляд.
Широкі дослідження про вплив електромагнітного випромінювання на здоров'я людини у світі були розпочаті ще в 60 роки минулого століття. Був накопичений великий клінічний матеріал про несприятливу дію магнітних і електромагнітних полів. Вже в цей час було запропоновано ввести нові захворювання «Радіохвильова хвороба» або «Хронічне ураження мікрохвилями». Надалі, роботами вчених в Україні було встановлено, що найбільш чутливою до впливу електромагнітних полів є нервова система людини. Результати проведених робіт були використані при розробці санітарних нормативних документів в Україні.
Тому розгляд впливу електромагнітного випромінювання на організм людини є актуальним.
Мета нашої роботи : довідатися про механізм і наслідки дії електромагнітного випромінювання, визначити випромінювання яких побутових приладів є найбільш шкідливим та не відповідає санітарним нормам. Розробити рекомендації безпечного користування побутовими приладами.
Перед собою ми ставили такі завдання:
Об'єктом дослідження є електромагнітне випромінювання.
Рис.1 Діапазон ЕМХ
Електромагнітне поле (ЕМП) - фізичне поле рухомих електричних зарядів, в якому здійснюється взаємодія між ними. Приватні прояви ЕМП-електричне і магнітне поля. Оскільки змінюються електричне і магнітне поля породжують в сусідніх точках простору відповідно магнітне і електричне поля, ці обидва пов'язаних між собою поля поширюються у вигляді єдиного ЕМП. Коливання електричного (Е) і магнітного (В) полів, що становлять єдине ЕМП, поширюються у вигляді електромагнітних хвиль, основними параметрами яких є довжина хвилі ( λ), частота (ν) і швидкість поширення (с) . Роздільно оцінюють Е і В. У хвильовій зоні випромінювання оцінюється у величинах щільності потоку потужності – Вт/см2. В електромагнітному спектрі ЕМП займають діапазон радіочастот (частота від 3х104 до 3х1012 Гц) і поділяються на кілька видів (рис.1). В екстремальних умовах, зокрема, в умовах космічного польоту джерелом ЕМП різних характеристик стає радіо - і телевізійна апаратура. В основі біологічної дії ЕМП на живий організм лежить поглинання енергії тканинами. Його величина визначається властивостями опроміненої тканини або її біофізичними параметрами - діелектричної постійної ( ɛ ) і провідністю(μ).
Тканини організму у зв'язку з великим вмістом в них води слід розглядати як діелектрики з втратами. Глибина проникнення ЕМП в тканини тим більше, чим менше поглинання. При загальному опроміненні тіла енергія проникає на глибину 0,001 довжини хвилі. У залежності від інтенсивності впливу та експозиції, довжини хвилі і вихідного функціонального стану організму ЕМП викликають в досліджуваних тканинах зміни з підвищенням або без підвищення їх температури.
Серед різних фізичних факторів навколишнього середовища, які можуть надавати несприятливий вплив на людину та біологічні об'єкти, велику складність представляють електромагнітні поля неіонізуючої природи, особливо пов'язані з радіочастотного випромінювання. Електромагнітні поля - це особлива форма існування матерії, що характеризується сукупністю електричних і магнітних властивостей. Основними параметрами, що характеризують електромагнітне поле, є: частота, довжина хвилі і швидкість розповсюдження. Електромагнітні поля оточують нас всюди, але ми не можемо їх відчути і взагалі помітити, - тому ми не бачимо випромінювань міліцейського радара, не бачимо променів, що надходять від телевізійної вежі або лінії електропередачі.
Природні джерела електромагнітних полів ділять на дві групи. Перша - поле Землі - постійне електричне та постійне магнітне поле. Друга група - радіохвилі, що генеруються космічними джерелами (Сонце, зірки і т.д.), атмосферні процеси - розряди блискавок і т.д. Природне електричне поле Землі створюється надлишковим негативним зарядом на поверхні; його напруженість зазвичай від 100 до 500 В/м. Грозові хмари можуть збільшувати напруженість поля до десятків, а то й сотень кВ/м. Друга група природних електромагнітних полів характеризується широким діапазоном частот.
Джерела низькочастотних випромінювань (0 - 3 кГц).
Ця група включає в себе всі системи виробництва, передачі і розподілу електроенергії (лінії електропередачі, трансформаторні підстанції, електростанції, різні кабельні системи), домашню та офісну електро - і електронну техніку, в тому числі і монітори ПК, транспорт на електроприводі, залізничний транспорт і його інфраструктуру, а також метро, тролейбусний і трамвайний транспорт. Вже сьогодні електромагнітне поле на 18-32% території міст формується в результаті автомобільного руху. Електромагнітні хвилі, що виникають при русі транспорту, створюють перешкоди теле - і радіотрансляції, а також можуть мати шкідливий вплив на організм людини. Транспорт на електроприводі є потужним джерелом магнітного поля в діапазоні від 0 до1000Гц. Залізничний транспорт використовує змінний струм. Міський транспорт - постійний. Максимальні значення індукції магнітного поля в приміському електротранспорті досягають 75 мкТл, середні значення - близько 20мкТл. Середні значення на транспорті з приводом від постійного струму зафіксовані на рівні 29 мкТл. У трамваїв, де зворотний провід - рейки, магнітні поля компенсують один одного на набагато більшій відстані, ніж у проводів тролейбуса, а всередині тролейбуса коливання магнітного поля невеликі навіть при розгоні. Але найбільші коливання магнітного поля - в метро. При відправленні складу величина магнітного поля на платформі становить 50-100 мкТл і більше, перевищуючи геомагнітне поле. Навіть коли потяг давно зник у тунелі, магнітне поле не повертається до колишнього значення. Лише після того, як склад мине наступну точку підключення до контактної рейки, магнітне поле повернеться до старого значення. Щоправда, іноді не встигає: до платформи вже наближається наступний поїзд і при його гальмуванні магнітне поле знову змінюється. У самому вагоні магнітне поле ще сильніше - 150-200 мкТл, тобто в десять разів більше, ніж у звичайній електричці.
Джерела високочастотних випромінювань (від 3 кГц до 300 ГГц).
До цієї групи відносяться функціональні передавачі - джерела електромагнітного поля з метою передачі чи отримання інформації. Це комерційні передавачі (радіо, телебачення), радіотелефони (авто-, радіотелефони, радіо СВ, аматорські радіопередавачі, виробничі радіотелефони), спрямована радіозв'язок (супутниковий радіозв'язок, наземні релейні станції), навігація (повітряне сполучення, судноплавство, радіоточка), локатори (повітряне повідомлення, судноплавство, транспортні локатори, контроль за повітряним транспортом). Сюди ж відноситься різне технологічне обладнання, що використовує СВЧ-випромінювання, змінні (50 Гц - 1 МГц) і імпульсні поля, побутове обладнання (СВЧ-печі), засоби візуального відображення інформації на електронно-променевих трубках (монітори ПК, телевізори тощо) . Для наукових досліджень в медицині застосовують струми ультрависокої частоти. Виникаючі при використанні таких струмів електромагнітні поля представляють певну професійну шкідливість, тому необхідно вживати заходів захисту від їх впливу на організм.
Класифікація небезпечних і шкідливих випромінювань
Вид випромінювання, ім'я діапазону довжин хвиль |
Діапазон |
Назва діапазону частот |
|
довжин хвиль |
частот, Гц |
||
Радіохвилі: |
|
Радіочастоти: |
|
Мегаметрові |
100000 -10 км |
3-3 · 10 |
Дуже низькі частоти (ДНЧ) |
Кілометрові |
10-1км |
3.10 4 - 3.10 5 |
Низькі частоти (НЧ) |
Гектометрові |
1000-100м |
3.10 5 - 3.10 6 |
Середні частоти (СЧ) |
Декаметрові |
100-10м |
3.10 6 - 3.10 7 |
Високі частоти (ВЧ) |
Метрові |
10-1м |
3.10 7 - 3.10 8 |
Дуже високі частоти (ДВЧ) |
Дециметрові |
100 -10 см |
3.10 8 - 3.10 9 |
Ультрависокі частоти (УВЧ) |
Сантиметрові |
10-1 см |
3.10 9 - 3.10 1910 |
Надвисокі частоти (НВЧ) |
Міліметрові |
10-1 мм |
3.10 10 - 3.10 11 |
Вкрай високі частоти (ВВЧ) |
Дециметрові |
1 - 0,1 мм |
3.10 11 - 3.10 12 |
Надграничні високі частоти (НГВЧ) |
Джерелом електромагнітного поля в житлових приміщеннях є різноманітна електротехніка - холодильники, праски, пилососи, електропечі, телевізори, комп'ютери та інші, а також електропроводка квартири. На електромагнітну обстановку квартири впливають електротехнічне обладнання будівлі, трансформатори, кабельні лінії. Електричне поле в житлових будинках знаходиться в межах 1-10 В / м. Однак можуть зустрітися точки підвищеного рівня, наприклад, незаземлений монітор комп'ютера
Заміри напруженості магнітних полів від побутових електроприладів показали, що їх короткочасний вплив може виявитися навіть більш сильним, ніж довгострокове перебування людини поруч з лінією електропередачі. Якщо вітчизняні норми допустимих значень напруженості магнітного поля для населення від впливу лінії електропередачі становлять 1000 МГС, то побутові електроприлади істотно перевершують цю величину.
Індукція магнітного поля від електроплит типу "Електра" на відстані 20-30 см від передньої панелі - там, де стоїть господиня, - складає 1-3 мкТл. У конфорок, воно, звичайно, більше. А на відстані 50 см вже можна відрізнити від загального поля в кухні, яке становить близько 0,1-0,15 мкТл.
Невеликі й магнітні поля від холодильників і морозильників. Так, за даними Центру електромагнітної безпеки (див. нижче), у звичайного побутового холодильника поле вище гранично допустимого рівня (0,2 мкТл) виникає в радіусі 10 см від компресора і тільки під час його роботи. Однак у холодильників, оснащених системою "no frost", перевищення гранично допустимого рівня можна зафіксувати на відстані метра від дверцят.
СВЧ-печі, в силу принципу своєї роботи, служать потужним джерелом випромінювання. Але з тієї ж причини їх конструкція забезпечує відповідне екранування, та й їжа розігрівається або готується в них швидко. Але все ж спиратися ліктем на включене "мікрохвильовку" не варто. На відстані 30 см піч створює помітне змінне (50 Гц) магнітне поле (0,3-8 мкТл). Несподівано малими виявилися поля від потужних електричних чайників. Так, на відстані 20 см від чайника поле становить близько 0,6 мкТл, а на відстані 50 см не відрізняються від загального електромагнітного поля в кухні.
У більшості прасок полі вище 0,2 мкТл виявляється на відстані 25 см від ручки і тільки в режимі нагріву.
Зате поля пральних машин виявилися досить великими. Наприклад, у малогабаритній пральній машині поле на частоті 50 Гц біля пульта управління складає більше 10 мкТл, на висоті 1 метра - 1 мкТл, збоку на відстані 50 см - 0,7 мкТл. На втіху можна помітити, що велике прання - не настільки часте заняття, та й при роботі автоматичної або напівавтоматичної пральної машини господиня може відійти в сторону або просто вийти з ванної. Ще більше поле у пилососа . Воно близько 100 мкТл. Втім, тут теж є втішне обставина: пилосос зазвичай тягають за шланг і знаходяться від нього досить далеко. Рекорд тримають електробритви. Їх поле вимірюється в межах 100 -400 мкТл. Таким чином, голячись електробритвою, вбивають відразу двох зайців: приводять себе в порядок і попутно проводять магнітну обробку особи.
Західна промисловість вже реагує на попит, що підвищується до побутових приладів і персональним комп'ютерам, чиє випромінювання не загрожує життю і здоров'ю людей, які ризикнули полегшити собі життя за їх допомогою. Так, у США багато фірм випускають безпечні прилади, починаючи від прасок з біфілярного намотуванням і закінчуючи не випромінюючими комп’ютерами. У нашій країні існує Центр електромагнітної безпеки, де розробляються всілякі засоби захисту від електромагнітних випромінювань: спеціальний захисний одяг, тканини та інші захисні матеріали, які можуть убезпечити будь-який прилад. Але до впровадження подібних розробок в широке і повсякденне їх використання поки далеко. Так що кожен користувач повинен подбати про засоби своєї індивідуальної захисту сам, і чим швидше, тим краще. Співробітники Центру електромагнітної безпеки провели незалежне дослідження ряду комп'ютерів, найбільш поширених на нашому ринку, і встановили, що "рівень електромагнітних полів у зоні розміщення користувача перевищує біологічно небезпечний рівень".
У 1920 - 30 рр. в будинках, розташованих навколо радіостанції , що мовить на довжині хвилі 2 км, можна було провести такий дослід. Намотати на рамку близько сотні витків, приєднати до кінців лампочку від кишенькового ліхтарика - і вона спалахувала. Для цього напруженість магнітного поля повинна була складати ніяк не менше кількох А/м. Зараз у багатьох країнах це гранично допустимий рівень для 8-годинного робочого дня. Радіохвилі великої довжини "накривають" відповідно і більший простір. Електричну складову хвилі екранують стіни будівель, але магнітну вони послаблюють мало. Свого часу в штаті Мен (США) була розгорнута система радіозв'язку з підводними човнами, що знаходяться на глибині в океані. Морська вода сильно поглинає радіохвилі, але все-таки, чим більше довжина хвилі, тим поглинання менше. Тому зв'язок вели на частоті 15 Гц, тобто на довжині хвилі 20 тисяч кілометрів. А так як випромінювана антеною потужність пропорційна кубу відносини її розмірів до довжини хвилі, то антени простягнулися майже через весь штат. Велику проблему становлять відомчі та приватні РПЦ, які в останні роки ростуть як гриби після дощу. Приміром, тільки Міністерству зв'язку належить понад 100 передавальних радіоцентрів (адже під них відводиться велика площа - до 1000 га). Телевізійні передавачі розташовані майже завжди в містах. Їх антени розміщені на висоті 110 м на відстані 1 км, типові значення напруженості електричного поля досягають 15 В/м від передавача потужністю 1 МВт. Єдине, що радує, це те, що на тлі РПЦ антени базових станцій стільникового телефонного зв'язку вносять незначний внесок у електромагнітне забруднення міських вулиць. Зрозуміло, якщо не залазити на дах будинку, де їх зазвичай встановлюють, і не вивчати конструкцію антени.
ЕМ хвилі змінюють обстановку на робочому місці, наповнюючи повітря позитивно зарядженими іонами. Такі іони шкідливі для людей, тому приміщення необхідно провітрювати, а кращим рішенням стане придбання приладу, відомого як "Люстра Чижевського", в даний час їх існує досить багато модифікацій. Люстра Чижевського є джерелом негативно заряджених іонів (більше відомих у народі як "ефект гірського повітря"), які корисні для здоров'я людини.
Експериментальні дані як вітчизняних, так і зарубіжних дослідників свідчать про високу біологічну активність електромагнітних полів у всіх частотних діапазонах. При відносно високих рівнях опромінюючого електромагнітного поля сучасна теорія визнає теплової механізм впливу. При відносно низькому рівні - прийнято говорити про не тепловий або інформаційному характері впливу на організм. Механізми дії ЕМП в цьому випадку ще мало вивчені.
На біологічну реакцію впливають такі параметри електромагнітного поля:
Поєднання перерахованих вище параметрів може давати істотно розрізняються наслідки для реакції опромінюється біологічного об'єкта. Особливо небезпечними електромагнітні випромінювання можуть бути для дітей, вагітних жінок, людей із захворюваннями центральної нервової, гормональної, серцево-судинної системи, алергіків, людей з ослабленим імунітетом. Особи, які тривалий час перебувають у зоні ЕМ - випромінювання, пред'являють скарги на слабкість, дратівливість, швидку стомлюваність, ослаблення пам'яті, порушення сну.
На даний момент наукою кількісно не доведено прямого зв'язку між рівнем електромагнітних полів та онкологічної та іншого роду захворюваністю. Проте якісно такий зв'язок простежується: у місцях, де люди піддаються впливу електромагнітного випромінювання частіше виявляються ракові захворювання та розлади серцево-судинної та вегетативної нервової системи.
Ясно для всіх, що електромагнітне випромінювання становить реальну загрозу для здоров'я людини. Виявляється, що електромагнітні та радіаційні поля близькі за деякими своїми параметрами. Це було доведено як російськими, так і зарубіжними вченими. Дослідження, проведені в цих напрямках дуже перспективні, результати їх зараз навіть важко уявити й оцінити.
Ступінь біологічного впливу електромагнітних полів на організм людини залежить від частоти коливань, напруженості та інтенсивності поля, режиму його генерації (імпульсне, безперервне), тривалості впливу. Біологічний вплив полів різних діапазонів неоднаково. Чим коротше довжина хвилі, тим більшою енергією вона володіє. Високочастотні випромінювання можуть іонізувати атоми або молекули в соматичних клітинах - і таким чином порушувати йдуть в них процеси. А електромагнітні коливання довгохвильового спектра хоч і не вибивають електрони із зовнішніх оболонок атомів і молекул, але здатні нагрівати органіку, приводити молекули в тепловий рух. Причому тепло це внутрішнє - перебувають на шкірі чутливі датчики його не реєструють. Чим менше тіло, тим краще воно сприймає короткохвильове випромінювання, чим більше - тим краще сприймає довгохвильове.
Особливо чутливі до впливу несприятливих наслідків електромагнетизму ембріони і діти. Людина, створивши такий вид випромінювання, не встиг виробити до нього захисту. Первинним проявом дії електромагнітної енергії є нагрів, який може привести до змін і навіть до пошкоджень тканин і органів. Механізм поглинання енергії досить складний. Найбільш чутливими до дії електромагнітних полів є центральна нервова система (суб'єктивні відчуття при цьому - підвищена стомлюваність, головні болі і т. п) та нейроендокринна система.
З порушенням нейроендокринної регуляції пов'язують ефект з боку серцево-судинної системи, системи крові, імунітету, обмінних процесів, відтворної функції та ін. Вплив на імунну систему виражається в зниженні фагоцитарної активності нейтрофілів, зміни компліментарної активності сироватки крові,порушення білкового обміну, пригніченні Т- лімфоцитів. Можливі також зміна частоти пульсу, судинних реакцій. Описано зміни кровотворення, порушення з боку ендокринної системи, метаболічних процесів, захворювання органів зору. Було встановлено, що клінічні прояви впливу радіохвиль найбільш часто характеризуються астенічними, астеновегетативний і гипоталамічними синдромами:
1. Астенічний синдром. Цей синдром, як правило, спостерігається в початкових стадіях захворювання і виявляється скаргами на головний біль, підвищену стомлюваність, дратівливість, порушення сну, періодично виникають болі в області серця.
2. Астеновегетативний або синдром нейроциркулярної дистонії. Цей синдром характеризується ваготонічною спрямованістю реакцій (гіпотонія, брадикардія та ін.)
3. Гіпоталамічний синдром. Хворі підвищено збудливі, емоційно лабільні, в окремих випадках виявляються ознаки раннього атеросклерозу, ішемічної хвороби серця, гіпертонічної хвороби.
Поля надвисоких частот можуть впливати на очі, що приводить до виникнення катаракти (помутніння кришталика), а помірних - до зміни сітківки ока за типом ангіопатії. У результаті тривалого перебування в зоні дії електромагнітних полів наступають передчасна втомлюваність, сонливість або порушення сну, з'являються часті головні болі, настає розлад нервової системи та ін. Багаторазові повторні опромінення малої інтенсивності можуть призводити до стійких функціональних розладів центральної нервової системи, стійким нервово-психічних захворювань , зміни кров'яного тиску, уповільнення пульсу, трофічних явищ (випадання волосся, ламкості нігтів і т. п.).
Аналогічний вплив на організм людини надає електромагнітне поле промислової частоти в електроустановках надвисокої напруги. Інтенсивні електромагнітні поля викликають у працюючих порушення функціонального стану центральної нервової, серцево-судинної і ендокринної системи, страждає нейрогуморальна реакція, статева функція, погіршується розвиток ембріонів (збільшується ймовірність розвитку природженої потворності). Також спостерігаються підвищена стомлюваність, млявість, зниження точності рухів, зміна кров'яного тиску і пульсу, виникнення болів у серці (зазвичай супроводжується аритмією), головні болі. В умовах тривалого професійного опромінення з періодичним перевищенням гранично допустимих рівнів у частини людей відзначали функціональні зміни в органах травлення, що виражаються у зміні секреції і кислотності шлункового соку, а також у явищах дискінезії кишечника. Також виявлено функціональні зрушення з боку ендокринної системи: підвищення функціональної активності щитовидної залози, зміна характеру цукрової кривої і т.д. Передбачається, що порушення регуляції фізіологічних функцій організму обумовлено впливом поля на різні відділи нервової системи. При цьому підвищення збудливості центральної нервової системи відбувається за рахунок рефлекторного дії поля, а гальмівний ефект - за рахунок прямого впливу поля на структури головного і спинного мозку. Вважається, що кора головного мозку, а також проміжний мозок особливо чутливі до впливу поля. В останні роки з'являються повідомлення про можливість індукції ЕМІ злоякісних захворювань. Ще нечисленні дані все ж говорять, що найбільше число випадків припадає на пухлини кровотворних тканин і на лейкоз зокрема. Це стає загальною закономірністю канцерогенного ефекту при дії на організм людини і тварин фізичних факторів різної природи і в ряді інших випадків.
Дослідники США та Швеції встановили факт виникнення пухлин у дітей при впливі на них магнітних полів частоти 60 Гц і напруженістю 2-3 МГС протягом декількох днів або навіть годин. Такі поля випромінюються телевізором, персональної ЕОМ. Спостереження за людьми, які регулярно користувалися електродрилі, показали несприятливий для здоров'я дію низькочастотних електромагнітних полів частотою 50 - 60 Гц: вночі у більшості випробовуваних підвищувався в крові рівень мелатоніну - гормону шишкоподібної залози, або епіфіза. Гіпофіз грає роль основного "ритмоводія" функцій організму Порушення цього ритму може спричинити за собою серйозні захворювання, зокрема, утворення пухлини.
В кінці 1995 року було опубліковано 14 робіт з дослідження можливого розвитку раку молочної залози у осіб, які мають контакт з електромагнітним полем у виробничих умовах або в побуті. У Варшаві проводилося дослідження, яке показало, що в осіб, опромінюється електромагнітним полем, ймовірність розвитку раку лімфатичної системи і кровотворних органів була більше в 6,7 рази, раку щитовидної залози - у 4,3 рази, найбільш звичайний рак легені при дії мікрохвильового випромінювання .
Бурхливий розвиток народного господарства призводить до використання в деяких виробництвах електромагнітних хвиль. Причому в ряді випадків людина виявляється схильною до їх впливу. Електромагнітні хвилі, взаємодіючи з тканинами тіла людини, викликають певні функціональні зміни. При інтенсивному опроміненні ці зміни можуть мати шкідливий вплив на організм людини.
Знання природи впливу електромагнітних хвиль на організм людини, норм допустимих опромінень, методів контролю інтенсивності випромінювань і засобів захисту від них є абсолютно необхідним для фахівців машинобудування в їх багатогранній практичній діяльності. Дія електромагнітного випромінювання на організм людини в основному визначається поглинутої в ньому енергією. Відомо, що випромінювання, що потрапляє на тіло людини, частково відбивається і частково поглинається в ньому. Поглинена частина енергії електромагнітного поля перетворюється в, теплову енергію. Ця частина випромінювання проходить через шкіру і поширюється в організмі людини в залежності від електричних властивостей тканин (абсолютної діелектричної проникності, абсолютної магнітної проникності, питомої провідності) і частоти коливань електромагнітного поля. Істотні відмінності електричних властивостей шкіри, підшкірного жирового шару, м'язової та інших тканин зумовлюють складну картину розподілу енергії випромінювання в організмі людини. Точний розрахунок розподілу теплової енергії, що виділяється в організмі людини при опроміненні, практично неможливий.
Тим не менш, можна зробити наступний висновок: хвилі міліметрового діапазону поглинаються поверхневими шарами шкіри, сантиметрового - шкірою і підшкірною клітковиною, дециметрового - внутрішніми органами. Крім теплової дії електромагнітні випромінювання викликають поляризацію молекул тканин тіла людини, переміщення іонів, резонанс макромолекул і біологічних структур, нервові реакції і інші ефекти.
Зі сказаного випливає, що при опроміненні людини електромагнітними хвилями в тканинах його організму відбуваються складні фізико-біологічні процеси, які можуть стати причиною порушення нормального функціонування як окремих органів, так і організму в цілому.
Люди, що працюють під надмірним електромагнітним випромінюванням, зазвичай швидко втомлюються, скаржаться на головні болі, загальну слабкість, болі в області серця. У них збільшується пітливість, підвищується дратівливість, стає тривожним сон. У окремих осіб при тривалому опроміненні з'являються судоми, спостерігається зниження пам'яті, відзначаються трофічні явища (випадання волосся, ламкість нігтів і т. д.).
Норми допустимого опромінення встановлюються для забезпечення безпечних умов праці обслуговуючого персоналу джерел випромінювання і всіх навколишніх осіб. Напруженість електромагнітних полів на робочих місцях не повинна перевищувати:
1) по електричній складовій: в діапазоні частот 60 кГц-3 МГц - 50. В/м; 3-30 МГц - 20. В/м; 30-50 МГц - 10 В/м; 50-300 МГц - 5 В/м;
2) за магнітної складової: в діапазоні частот 60 кГц-1, 5 МГц - 5 А/м; 30 МГц-50 МГц - 0, 3 А/м.
Гранично допустима щільність потоку енергії електромагнітних полів у діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц і час перебування на робочих місцях і в місцях можливого перебування персоналу, пов'язаного професійно з впливом полів (крім випадків опромінення від обертових і скануючих антен), взаємопов'язані наступним чином: перебування в протягом робочого дня - до 0, 1 Вт / м 2; перебування не більше 2ч- 0,1 - 1 Вт/м 2, в інший робочий час щільність потоку енергії не повинна перевищувати 0,1 В/м 2; перебування не більше 20 хв - 1-10 Вт/м 2 за умови користування захисними окулярами. В інший робочий час щільність потоку енергії не повинна перевищувати 0,1 Вт/м 2. Напруженість електричного поля промислової частоти (50 Гц) в електроустановках напругою 400 кВ і вище для персоналу, систематично (протягом кожного робочого дня) обслуговуючого їх, не повинна перевищувати при перебуванні людини в електричному полі: без обмеження часу-до 5 кВ/м; не більше 180 хв протягом однієї доби 5-10 кВ/м; не більше 90 хв протягом однієї доби 10-15 кВ/м; не більше 10 хв. протягом однієї доби 15-30 кВ/м; не більше 5 хв протягом доби 20-25 кВ/м. Решту часу доби людина повинна перебувати в місцях, де напруженість електричного поля не перевищує 5 кВ/м.
Якщо опромінення людей перевищує зазначені гранично допустимі рівні, то необхідно застосовувати захисні засоби. Захист людини від небезпечного впливу електромагнітного опромінення здійснюється рядом способів, основними з яких є: зменшення випромінювання безпосередньо від самого джерела, екранування джерела випромінювання, екранування робочого місця, поглинання електромагнітної енергії, застосування індивідуальних засобів захисту, організаційні заходи захисту. Для реалізації цих способів застосовуються: екрани, поглинальні матеріали, атенюатори, еквівалентні навантаження та індивідуальні засоби. Екрани призначені для ослаблення електромагнітного поля у напрямку поширення хвиль. Ступінь ослаблення залежить від конструкції екрану і параметрів випромінювання. Істотний вплив на ефективність захисту робить також матеріал, з якого виготовлений екран. Товщину екрану, що забезпечує необхідне ослаблення, можна розрахувати. Однак розрахункова товщина екрана звичайно мала, тому вона вибирається з конструктивних міркувань. При потужних джерелах випромінювання, особливо при довгих хвилях, товщина екрана може бути прийнята розрахункової. Товщина екрану в основному визначається частотою і потужністю випромінювання і мало залежить від застосовуваного металу. Дуже часто для екранування застосовується металева сітка. Екрани з сітки мають ряд переваг. Вони проглядаються, пропускають потік повітря, дозволяють досить швидко ставити і знімати екрануючі пристрої.
Експериментальна частина
Допустимі рівні електромагнітних полів
Допустимі рівні напруженості (густини потоку потужності) електромагнітних полів, випромінюваних ТНП, не повинні перевищувати значень, наведених у табл. 1.
Допустимі рівні електромагнітних полів
|
Таблиця 1 |
||||
Діапазон частот |
0,3 - 300 кГц |
0,3 - 3 МГц |
3 - 30 МГц |
30 - 300 МГц |
0,3 - 30 ГГц |
|
напруженість електричного поля |
густина потоку енергії |
|||
Допустимі рівні |
25В/М |
15 В/м |
10 В/м |
3 В/м |
10 мкВт/см2 |
Допустимі рівні щільності потоку потужності електромагнітних полів, створюваних системами стільникового радіозв'язку, не повинні перевищувати значень, наведених у табл. 2. |
Таблица 2
Діапазон частот |
400 - 1200 МГц |
|
Категорія опромінення |
Опромінення населення, що проживає на території поблизу від антен базових станцій |
Опромінення користувачів радіотелефонів |
Допустимі рівні |
10 мкВт/см2 |
100 мкВт/см2 |
Допустимі рівні напруженості електричного поля струму промислової частоти. Допустимі рівні напруженості електричного поля струму промислової частоти (50 Гц), створювані ТНП, не повинні перевищувати 0,5 кВ/м. Допустимий рівень напруженості електростатичного поля на поверхні ТНП (побутові електричні прилади, радіоелектронна апаратура, телевізори, іграшки, одяг, оздоблювальні будівельні матеріали) не повинні перевищувати 15 кВ/м.
Допустимі рівні інфрачервоного (теплового) і видимого діапазону випромінювання
Допустимий рівень інтенсивності інтегрального потоку інфрачервоного випромінювання ТНП не повинен перевищувати 100 Вт/м.
Інтенсивність випромінювання від екранів телевізорів, моніторів, осцилографів вимірювальних та інших приладів, засобів відображення інформації з візуальним контролем не повинна перевищувати 0,1 Вт/м у видимому (400 - 760 нм) діапазоні, 0,05 Вт/м в ближньому ІЧ діапазоні (760 -1050 нм), 4 Вт/м у дальньому (понад 1050 нм) діапазоні.
Допустимі рівні ультрафіолетового випромінювання
Допустима інтенсивність ультрафіолетового випромінювання для виробів побутового призначення опромінювальної дії не повинна перевищувати 1,9 Вт/м в діапазоні 280 - 315 нм і 10 Вт/м в діапазоні 315 - 400 нм. Випромінювання в діапазоні 200 - 280 нм не допускається.
Інтенсивність випромінювання від екранів телевізорів, відеомоніторов, осцилографів вимірювальних та інших приладів, засобів відображення інформації з візуальним контролем не повинна перевищувати 0,0001 Вт/м в діапазоні 280 - 315 нм і 0,1 Вт/м в діапазоні 315 - 400 нм. Випромінювання в діапазоні 200 - 280 нм не допускається.
Допустима інтенсивність ультрафіолетового випромінювання від люмінесцентних ламп не повинна перевищувати 0,03 Вт/м в діапазоні 280 - 400 нм. Випромінювання в діапазоні 200 - 280 нм не допускається.
Допустима інтенсивність ультрафіолетового випромінювання для виробів, генеруючих його, не повинна перевищувати 0,05 Вт/м в діапазоні 280 - 315 нм і 1 Вт/м в діапазоні 315 - 400 нм. Випромінювання в діапазоні 200 - 280 нм не допускається.
Допустимі рівні лазерного випромінювання
Нормованими параметрами лазерного випромінювання є енергетична експозиція Н, опромінювання Е, енергія W і потужність Р лазерного випромінювання.
Гранично допустимі рівні лазерного випромінювання встановлюються в трьох діапазонах довжин хвиль:
перший - від 180 нм до 380 нм;
другий - понад 380 до 1400 нм:
третій - понад 1400 нм до 1 -10-5 нм.
Значення ПДУ нормованих параметрів розраховується у відповідності з СН 5804-91 «Санітарні норми і правила пристрою і експлуатації лазерів».
Допустимі рівні рентгенівського випромінювання
Потужність експозиційної дози рентгенівського випромінювання в будь-якій точці простору на відстані 10 см від зовнішньої поверхні виробу (телевізор, відеомонітор та ін.) не повинна перевищувати 0,03 мкР / с.
У нашому житті ми з усіх боків оточені електромагнітними хвилями. Адже їх випромінюють не тільки наші побутові прилади, комп'ютери, вишки радіо-і телепередач, але навіть наша планета має фонове електромагнітне випромінювання . Як правило, ми стикаємося з неіонізуючим електромагнітним випромінюванням - радіохвилі, інфрачервоне, оптичне й ультрафіолетове. Так що світло - це теж електромагнітне випромінювання. Крім того, рентгенівське і гамма випромінювання теж відносяться до електромагнітних.
Для того, щоб виміряти електромагнітне випромінювання існує декілька способів:
1. З підручних засобів найкращим « уловлювачем » електромагнітного випромінювання є звичайний радіоприймач, найкраще що-небудь з найдешевших моделей. Вони найкраще реагують на електромагнітні наводки. До антени такого приймача прикрутіть петлю з дроту або проводу (радіусом не менше 20 сантиметрів), перебудуйте радіо на частоту, де немає трансляції та пройдіться по будинку, послухайте, як змінюється звук. Де спотворення звуку найбільш виразно чутні, там електромагнітне випромінювання сильніше.
2. Можна спробувати зробити процес виявлення сильних електромагнітних полів більш наочним. Взявши викрутку в яку вбудований світлодіод і три маленьких батарейки (зазвичай вони горять червоним). У будинку піднесіть таку викрутку до будь-якого включеного приладу, проведіть вздовж проводів (навіть якщо вони вмонтовані в стіну) - чим інтенсивніше світло від викрутки, тим сильніше електромагнітне випромінювання.
3. Так як виміряти електромагнітне випромінювання в цифрах підручними засобами неможливо, то застосовуються спеціальні пристрої. Він називається ручний аналізатор напруженості електромагнітного поля. Прилад здатний вимірювати рівень електромагнітних випромінювань найпоширеніших частот. Увімкніть прилад і переведіть в режим відстеження потрібних вам частот. Так як стежити за всіма показаннями одночасно неможливо, активуйте режим запису результатів вимірювань, потім подивіться їх на комп'ютері. Одиниці виміру випромінювання також налаштуйте самостійно - від звичних «вольт на метр» до «мікроват на сантиметр квадратний».
При виконанні роботи ми використовували прилад для вимірювання індуктивності електромагнітного поля. (Додаток №3) Широкополосний вимірювач індуктивності поля NBM – 550. NBM - 550, Широкосмуговий вимірювач індуктивності поля, є один з пристроїв лінійки NARDA NBM - 500, Він дозволяє отримувати надточні результати вимірювань неіонізуючих випромінювань. У комплекті поставляються зонди для вимірювання напруженості електричних і магнітних полів; NBM - 550, охоплює всі частоти від довгохвильових до мікрохвильових випромінювань.
ЕМІ РЧ та НВЧ характеризуються трьома основними параметрами: напруженістю електричного поля (Е), індуктивністю магнітного поля (В) і щільністю потоку енергії (ЩПЕ). Оцінка інтенсивності РЧ та НВЧ різних діапазонів неоднакова. У діапазоні радіочастотного випромінювання менше 300 МГц (за рекомендацією Міжнародної організації IRPA / INIRC (Міжнародний комітет з неіонізуючих випромінювань/ Міжнародна асоціація з радіаційного захисту) - менше 10 МГц) інтенсивність випромінювання виражається напруженістю електричної і магнітної складових і визначається відповідно в вольтах на метр (В / м) (або кіловольтах на метр (кВ / м): 1 кВ / м = 103 В / м) і амперах на метр (А / м). В діапазоні НВЧ, тобто вище 300 МГц, інтенсивність, або ППЕ, виражається у ватах на метр квадратний (Вт / м2; 1 Вт / м2 = 0,1 мВт / см2 = 100 мкВт / см2).
Данні результатів вимірювання розміщено в Таблиці 3
Таблиця 3
№з/п |
Назва приладу |
Дані вимірювань |
Норма |
1 |
Холодильник |
0,2 мкТл |
0,15 мкТл |
2 |
Мікрохвильова піч |
0,3 – 8 мкТл |
2 мкТл |
3 |
Електрочайник |
0,6мкТл |
0, 2 мкТл |
4 |
Праска |
0,6мкТл |
0,2 мкТл |
5 |
Пральна машина |
1-10 мкТл |
2 мкТл |
6 |
Пилосос |
100мкТл |
10 мкТл |
7 |
Монітор комп’ютера |
0,8-1мкТл |
0,2 мкТл |
8 |
Клавіатура комп’ютера |
0,8-1мкТл |
0,2 мкТл |
9 |
Фен |
2-10 мкТл |
0,15 мкТл |
10 |
Електробритва |
100-200 мкТл |
2 мкТл |
11 |
Кавомашина |
10-20мкТл |
2 мкТл |
Безпечна відстань де загальний фон відповідає нормам безпечним для організму людини це 1,5 м від працюючих електроприладів. На такій відстані загальний фон складає 0,15мкТл,що відповідає природному фону. Данні визначені в таблиці подано за допомогою графіку та кругової діаграми у Додатку 1 та Додатку 2.
Данні про вимірювання індуктивності електромагнітного поля на відстані 0,3м від приладів узагальнені у Таблиці 4
Таблиця 4
№з/п |
Назва приладу |
Індуктивність, мкТл |
Безпечна відстань, м |
1 |
Пилосос |
0,2 – 2,2 |
1,0 -1,5 |
2 |
Дриль |
2,2 -5,4 |
0,5 |
3 |
Праска |
0 -0,4 |
0,5-1,0 |
4 |
Міксер |
0,5 -2,2 |
0,5 |
5 |
Телевізор |
0 – 2,0 |
1,5 |
6 |
Лампа денного світла |
0,5 -2,5 |
1,0 |
7 |
Кавоварка |
0 – 0,2 |
0,3-0,5 |
8 |
Пральна машина |
0 – 0,3 |
1,0 -1,5 |
9 |
Мікрохвильова піч |
4 – 12 |
0,3 -0,5 |
10 |
Електрична піч |
0,4 – 4,5 |
0,5-1,0 |
Напруженість електромагнітного поля від побутових електроприладів не перевищує гранично допустиму норму 500кВ/м. Данні вимірювань напруженості на відстані 0,5 м подано у Таблиці 5.
Таблиця 5
№з/п |
Назва приладу |
Напруженість, кВ/м |
1 |
Монітор комп’ютера |
75 |
2 |
Клавіатура комп’ютера |
20 |
3 |
Мікрохвильова піч, пилосос |
85 |
5 |
Електрична піч |
65 |
6 |
Кондиціонер |
50 |
7 |
Очищувач повітря |
35 |
8 |
Кавоварка |
55 |
9 |
Пральна машина |
65 |
Нами було виявлено які прилади є найбільш небезпечними, до їх переліку відносяться: пральна машина, холодильник, мікрохвильова піч, пилосос, фен та електробритва. Також ми розробили рекомендації які допоможуть запобігти зайвому опроміненню.
Рекомендації щодо безпечного користування побутовими електроприладами:
Бурхливий розвиток народного господарства призводить до використання в деяких виробництвах електромагнітних хвиль. Причому в ряді випадків людина виявляється схильною до їх впливу. Електромагнітні хвилі, взаємодіючи з тканинами тіла людини, викликають певні функціональні зміни. При інтенсивному опроміненні ці зміни можуть мати шкідливий вплив на організм людини.
Інформація про те, що деякі побутові прилади можуть представляти реальну загрозу для здоров'я, сусідить з різними усталеними міфами і навіть параноєю. І щоб не давати розвиватися психічним розладам з одного боку, і захистити себе від явних небезпек - з іншого, варто володіти всією повнотою цієї інформації.
Електромагнітне випромінювання - це те, що об'єднує практично всі побутові прилади. За оцінкою фахівців, безпечна межа інтенсивності електромагнітного поля, дорівнює 0,2 мкТл (500кВ/м). Давно доведено, що електромагнітні випромінювання негативно діють на центральну нервову, серцево-судинну, гормональну і репродуктивну системи. З цим не посперечаєшся. І середовище проживання у вигляді хатинки в лісі, безумовно, куди більш благотворно впливає на організм, ніж «суворі» умови мегаполісу.
Але раз вже ми обрали для себе урбаністичне майбутнє, то відмовляти собі в елементарних благах цивілізації, ґрунтуючись на дурних домислах, щонайменше, нерозумно. Однак, все таки варто постаратися позбавити себе від непотрібних ризиків.
Центральне опалення
Найцікавіше, що мало хто здогадується про загрозу, яку може представляти система центрального опалення. Старі добрі чавунні батареї у більшості людей викликають самі добрі асоціації. І організувати собі спальне місце десь неподалік з ними це в порядку речей. Між тим це може бути дуже небезпечно. Нерідко система центрального опалення може служити сильним джерелом електромагнітного поля. І його вплив на мешканця квартири набагато сильніше, ніж у всіх побутових приладів разом узятих. Тому якщо замінити центральне опалення на щось принципово нове - це велика проблема, то переставити ліжко подалі від труб - це у всіх сенсах добра справа.
Фен
Сушити волосся феном в принципі шкідливо для волосся. Але з цією очевидною шкодою вже якось звикли миритися, так би мовити, жертвуючи малим заради великого, в даному випадку заради економії часу і бездоганного зовнішнього вигляду. Проте варто знати, що фен створює електромагнітне випромінювання, що в десятки разів перевищує норму, і все це в безпосередній близькості від такої досить цінною для кожного з нас субстанції як мозок. А якщо додати до цього ще й потужне інфрачервоне випромінювання, то мимоволі задумаєшся чи варті того пишні кучеряві кучері.
Настільна (приліжкова лампа)
Якщо у вас є така, це дійсно той випадок, коли ви особисто пригріли на грудях змію. Безумовно, така лампа створює особливу атмосферу і так приємно почитати перед сном книгу або попрацювати в кабінеті під м'яке світло лампи. Перевищення норми електромагнітного випромінювання в такому випадку відносно невелике - у 2-3 рази, але враховуючи те, що ви перебуваєте під його впливом годинами ...
Холодильник
По праву вважається одним з найбільш небезпечних побутових приладів. Втім, якщо ви роздумуєте з цієї причини позбутися холодильника, то вже краще спорудити собі шапочку з фольги. Деяким, кажуть, допомагає. Набагато шкідливіші для здоров'я буде не мати холодильника зовсім, і підхопити якусь кишкову інфекцію, наситившись зіпсованими продуктами.
Просто не варто жити поблизу холодильника - і ніяких проблем. Навіть для найбільш підступних представників свого виду (тих, що з системою No frost) півтора метра - цілком безпечну відстань. Але варто враховувати, що ці півтора метра безпечної зони повинні поширюватися на всіх напрямках. Наприклад, якщо холодильник стоїть біля стіни, а за стіною у вас узголів'я ліжка - таке сусідство точно не додасть вам здоров'я.
Телевізор
Телевізор, як джерело електромагнітного випромінювання, безумовно, теж становить небезпеку. Але дивитися його з відстані менше півтора метра як мінімум незручно, тому навряд чи можна говорити про якесь серйозне негативному впливі у фізіологічному плані. Проте куди більш страшніше його вплив на свідомість. Позиція професора Преображенського, який радив не читати радянських газет, сьогодні дуже актуальна, але вже по відношенню до російського телебачення. Шкідливо це і для апетиту і для психіки в цілому.
Мобільний телефон
Про шкоду цього дива техніки вже сказано чимало, а написано ще більше. Але чомусь володарів мобільників менше не стає. А чому? Тому що без стільникового зв'язку сучасне життя вже якось не представляється. І ми будемо говорити по стільниковому все більше, не дивлячись на всі ці «Мін охорон здоров'я попереджає». Що тут можна порадити? Купити хорошу модель телефону, що відповідає всім прийнятим стандартам безпеки і не говорити по телефону за кермом. Від цього дійсно вмирають.
Мікрохвильова піч
Надзвичайна шкідливість мікрохвильовки - один з найбільших міфів, що стосуються побутової техніки. Якщо корпус не пошкоджений - він досить надійно захищає від електромагнітного випромінювання. Окрема розмова про продукти, приготованих в мікрохвильовці. Існує повір'я, що вони змінюють свою структуру і в підсумку справа може дійти мало не до мутацій організму. На ділі мікрохвилі всього лише збільшують частоту коливань частинок речовини, і через це підвищується його температура.
Комп'ютер
Якщо ви зараз бачите дуже великі літери, то напевно відстань між вами і екраном менше ніж 70 сантиметрів. Якщо це так - відсуньтеся і все буде добре. А, ну і не засиджуйтеся за компом. На вулиці зараз, напевно, чудова погода.
Додаток 1
Результати експерименту
Додаток 2
Норми впливу ЕМХ
Додаток3
Прилад для вимірювання побутових електромагнітних полів.
1