Расследование несчастных случаев

-------------------------------------------------------------------------------- 
      
Для оценки эффекта воздействия статического электрического поля на клетки не проводилось никаких исследований на живых организмах.  
      
Теоретические расчеты предполагают, что статическое электрическое поле индуцирует заряд на поверхности тела людей, подвергающихся экспозиции. Этот заряд может ощущаться при его разрядке на заземленный объект. При достаточно высоком напряжении, воздух ионизируется и становится способным проводить электрический ток, например, между заряженным объектом и заземленным человеком. Пробивное напряжение зависит от ряда факторов, к которым, в частности, относятся форма заряженного объекта и атмосферные условия. Стандартная величина соответствующей напряженности электрического поля находится в диапазоне от 500 до 1200 kV/m. 
      
Отчеты, поступающие из некоторых стран, свидетельствуют о том, что ряд операторов мониторов перенесли кожные расстройства. Однако точная взаимосвязь этих расстройств с работой у монитора непонятна. Было высказано предположение о том, что статические электрические поля на рабочих местах с мониторами могут являться возможной причиной кожных расстройств. Существует также возможность того, что в возникновении кожных расстройств "замешан" электростатический заряд оператора. Однако какая-либо взаимосвязь между электростатическими полями и кожными расстройствами все еще должна рассматриваться только как гипотеза, основанная на доступных результатах исследований.

Измерение, предупреждение и  стандарты экспозиции 
Измерения напряженности статического электрического поля могут быть ограничены измерениями напряжения или электрических зарядов. Можно приобрести несколько электростатических вольтметров, которые позволяют проводить точные измерения электростатических источников или других источников с высоким импедансом (полным сопротивлением) без физического контакта. Для уменьшения отклонений (low drift) в показаниях приборов можно использовать электростатический прерыватель, а для точности измерений и нечувствительности прибора к расхождению между зондом и поверхностью можно применять отрицательную обратную связь. В некоторых случаях во время измерения электростатический электрод "проверяет" поверхность через маленькое отверстие в основании сборки зонда. Прерванный сигнал переменного тока, индуцированный на этом электроде, пропорционален разности напряжений проверяемой поверхности и сборки зонда. Адаптеры градиента (Gradient adapters) также используются в качестве дополнения к электростатическим вольтметрам и позволяют применять их для измерения напряженности электростатического поля. При этом возможно прямое считывание (в вольтах на метр) разницы 
между проверяемой поверхностью и заземленной пластиной адаптера.  
      
Не существует надежных данных, которые могли бы выступить в роли директив для разработки основных лимитов экспозиции человека статическим электрическим полям. В принципе, лимиты экспозиции могут быть выведены из показателя минимального пробойного напряжения в воздухе. Однако напряженность поля, воздействующая на человека в электростатическом поле, изменяется в зависимости от ориентации и формы тела. Это должно приниматься во внимание при попытке создать приемлемый лимит напряженности. 
      
Пороговые значения лимитов (TLVs) были рекомендованы Американской конференцией правительственных промышленных гигиенистов (ACGIH 1995). Эти значения относятся к максимальной напряженности статического электрического поля на незащищенном рабочем месте, которая представляет собой условия, в которых практически все рабочие могут неоднократно подвергаться экспозиции без вредных для здоровья последствий. В соответствии с рекомендациями ACGIH, профессиональная экспозиция не должна превышать напряженности статического электрического поля, равной 25 kV/m. Это значение должно использоваться как руководство в контроле экспозиции и, из-за индивидуальной чувствительности, не должно рассматриваться как четкая граница между безопасными и опасными уровнями. (Этот лимит относится к напряженности полей в воздухе, вдали от поверхности проводников, где искровые разряды и контактные токи могут представлять серьезную опасность, и может использоваться для ограничения как частичной, так и полной экспозиции тела.) Необходимо устранить незаземленные объекты, заземлить их или использовать изолирующие перчатки для обращения с незаземленными объектами. Осторожность диктует использование защитных приспособлений (например, костюмов, перчаток и изоляции) во всех полях, превышающих 15 kV/m. 
      
По мнению ACGIH, существующей информации о реакциях человека и возможных биологических эффектах воздействия статических электрических полей недостаточно для разработки надежных пороговых значений лимитов взвешенной по времени средней экспозиции. Рекомендуется, чтобы, при отсутствии специальной информации по электромагнитной интерференции, предоставляемой производителем, экспозиция пользователей пейсмекеров и других электронных медицинских приборов поддерживалась на уровне не более 1 kV/m. 
      
В Германии, в соответствии со стандартом DIN, профессиональная экспозиция не должна превышать напряженности статического электрического поля 40 kV/m. Для кратковременной экспозиции (до двух часов в день) разрешено использование более высокого лимита, равного 60 kV/m. 
      
В 1993 году Национальный Совет по радиологической защите (NRPB 1993) дал совет по приемлемым ограничениям экспозиции людей электромагнитным полям и излучению. Эти ограничения охватывают как статические электрические, так и магнитные поля. В документе NRPB описаны уровни исследований по сравнению значений измеренных величин поля для определения того, достигнуто ли их соответствие основным лимитам. Если поле, воздействию которого подвергается человек, превышает соответствующий уровень исследования, то необходимо проверить его (поля) соответствие основным ограничениям. Факторы, которые могут учитываться при такой оценке, включают в себя, например, эффективность соединения человека с полем, пространственное распределение поля в объеме, занятом человеком, и длительность экспозиции.

По мнению NRPB, невозможно рекомендовать базовые ограничения  для предотвращения возникновения  прямых эффектов воздействия статических электрических полей на человека. Дается только рекомендация по предупреждению возникновения раздражающих эффектов прямого восприятия поверхностного электрического заряда и косвенных эффектов, например, электрического шока. Для большинства людей раздражающее восприятие поверхностного электрического заряда, ощущающееся прямо на теле, не возникает во время экспозиции статическому электрическому полю с напряженностью менее чем 25 kV/m, то есть такой же, как напряженность поля, рекомендованная ACGIH. Во избежание искровых разрядов (косвенных эффектов), вызывающих стресс, NRPB рекомендует ограничить контактные постоянные токи силой менее 2 mA. Электрический шок от источника с низким полным сопротивлением может быть предотвращен за счет создания процедур обеспечения электрической безопасности, соответствующих такому оборудованию. 
      
Статические магнитные поля 
      
Естественная и профессиональная экспозиция 
Тело относительно прозрачно для статических магнитных полей. Такие поля взаимодействуют непосредственно с магнитно-анизотропными материалами (показывающих свойства с разными значениями при измерении вдоль осей в разных направлениях) и движущимися зарядами.  
      
Естественное магнитное поле является суммой внутреннего поля, связанного с действием Земли как постоянного магнита, и внешнего поля, генерируемого в окружающей среде такими факторами, как солнечная активность или атмосферные помехи. Внутреннее магнитное поле Земли возникает из-за электрического тока, протекающего по верхнему слою земного ядра. Существуют значительные локальные различия в напряженности этого поля, средняя величина которого варьируется от, приблизительно, 28 A/m на экваторе (соответствуя плотности магнитного потока около 35 mT в немагнитном материале типа воздуха) до, примерно, 56 A/m на геомагнитных полюсах (что соответствует примерно 70 mT в воздухе).  
      
Искусственные поля на много порядков сильнее полей естественного происхождения. Искусственные источники статического магнитного поля включают в себя все устройства, имеющие провода, переносящие прямой ток. К ним относятся многие виды промышленных устройств и оборудования.  
      
В линиях передач энергии постоянного тока статические магнитные поля создаются движущимися зарядами (электрическим током) в двухпроводной линии. Для воздушной линии, плотность магнитного потока на уровне земли составляет, примерно, 20 mT при линии 500 kV. Для подземной линии передач, проходящей на глубине 1.4 m и несущей максимальный ток силой, примерно, 1 kA, максимальная плотность магнитного потока на уровне земли составляет менее 10 mT. 
      
Основные технологии, в которых используются большие статические магнитные поля, перечислены в таблице 49.10. Там же приведены соответствующие уровни экспозиции. 
 
-------------------------------------------------------------------------------- 
 
Таблица 49.10 Основные технологии, использующие большие статические магнитные поля, и соответствующие уровни  
                       экспозиции  
     

-------------------------------------------------------------------------------- 
      
Биологические эффекты 
Свидетельства, полученные в ходе экспериментов с лабораторными животными, говорят о том, что при плотности статического магнитного потока, равной или меньше 2 T, не наблюдается существенных эффектов воздействия поля на многие факторы развития, поведения или физиологии. Исследования на мышах также не выявили какого-либо ущерба для утробного плода при экспозиции магнитным полям, не превышающим 1 T. 
      
Теоретически, в сильном магнитном поле магнитные эффекты могут задерживать протекание крови и вызывать подъем кровяного давления. Сокращение кровотока, максимально, на несколько процентов может ожидаться при 5 T, но при 1.5 T подобное сокращение у исследовавшихся людей замечены не были. 
      
Некоторые исследования на рабочих, занятых в производстве постоянных магнитов, выявили различные субъективные симптомы и функциональные расстройства: раздражительность, усталость, головную боль, потерю аппетита, брадикардию (замедленное сердцебиение), тахикардию (ускоренное сердцебиение), пониженное кровяное давление, измененную ЭЭГ, зуд, жжение и онемение. Однако недостаточный статистический анализ и оценка влияния физических или химических опасностей в рабочей среде значительно уменьшают достоверность этих отчетов и затрудняют их оценку. Хотя исследования и не дают результата, они все же предполагают, что, если в действительности и возникают долгосрочные эффекты, то они очень незначительны. Также не было отмечено никаких реальных кумулятивных эффектов.  
 
У людей, подвергавшихся воздействию магнитного потока плотностью 4T, отмечалось возникновение сенсорных эффектов, связанных с движением в поле. К таким эффектам относились, например, вертиго (головокружение), чувство тошноты, металлический привкус во рту и магнитные ощущения при движении глаз или головы. Однако два эпидемиологических исследования совокупных данных о состоянии здоровья рабочих, хронически подвергавшихся воздействию статического магнитного поля, не смогли выявить какие-нибудь значительные последствия этой экспозиции для здоровья. Данные о состоянии здоровья 320 рабочих были получены на предприятиях, использующих большие электролитические камеры для процессов химического разделения. Средний уровень статического поля в рабочей среде составлял 7.6 mT, а максимальное поле достигало 14.6 mT. Небольшие, но в пределах нормы, изменения в количестве лейкоцитов были обнаружены у группы, подвергшейся экспозиции, в отличие от 186 человек контрольной группы. Ни одно из наблюдавшихся временных изменений кровяного давления или других показателей крови не было сочтено проявлением серьезного вредного эффекта, связанного с экспозицией магнитному полю. В другом исследовании оценивалась частота случаев заболевания у 729 рабочих, подвергавшихся профессиональной экспозиции статическим магнитным полям. Контрольная группа состояла из 792 не подвергавшихся экспозиции рабочих, которые совпадали по возрасту, расе и социально-экономическому статусу с представителями первой группы. Диапазон экспозиции магнитному полю варьировался от 0.5 mT для продолжительных промежутков времени до 2 T для периодов в несколько часов. Никаких статистически важных изменений в частоте случаев заболевания 19 видами болезней в группе, подвергавшейся экспозиции, по сравнению с контрольной группой, не наблюдалось. Никаких различий в уровне заболеваемости не было выявлено и в подгруппе из 198 рабочих, которые подвергались воздействию поля 0.3 T или больше на один час и долее, по сравнению с остальными участниками группы или соответствующими представителями контрольной группы. 
      
Отчет по обследованию рабочих алюминиевой промышленности описывал возрастание уровня смертности от лейкемии. Хотя это эпидемиологическое исследование выявило повышенный риск рака для людей, непосредственно связанных с производством алюминия, где рабочие подвергаются воздействию больших статических магнитных полей, на сегодняшний день, не существует очевидных свидетельств для определения того, какие точно канцерогенные факторы рабочей среды ответственны за это. Процесс, применяющийся для выделения алюминия из руды, создает жидкие продукты перегонки угля, летучие смолы, фтористые испарения, оксиды серы и углекислый газ. Некоторые из этих соединений могут быть более вероятными кандидатами на создание вызывающих рак эффектов, чем экспозиция магнитному полю. 
     

В исследовании, проведенном среди рабочих алюминиевой промышленности Франции, смертность от рака и совокупная смертность (от всех возможных причин) весьма незначительно отличались от смертности, наблюдавшейся среди всего мужского населения Франции (Мюр (Mur) и др. 1987). 
      
Другой негативный результат, связывающий экспозицию магнитным полям с возможным раковым исходом, получен от изучения группы рабочих хлорощелочной установки, где постоянные токи силой 100 kA DC, применявшиеся для электролитического производства хлорина, вызывали увеличение плотности статических магнитных потоков на рабочих местах с 4 до 29 mT. Полученное в итоге наблюдений число случаев рака у этих рабочих за 25-летний период незначительно отличалось от ожидаемого результата. 
      
Измерение, предупреждение и стандарты экспозиции 
В течение последних тридцати лет измерения магнитного поля прошли большой путь развития. Прогресс в технике сделал возможным создание новых методов измерений и совершенствование старых. 
      
Два наиболее популярных вида "зондов" для магнитного поля, это - экранированная катушка и зонд Холла (Hall probe). Большинство коммерчески доступных измерителей магнитного поля используют один из этих зондов. В последнее время, в качестве сенсоров для магнитных полей предлагаются другие полупроводниковые приборы, а именно, биполярные и FET транзисторы. Они предлагают некоторые преимущества по сравнению с зондом Холла: более высокую чувствительность, большее пространственное разрешение и более широкую частотную реакцию.  
      
Основой техники проведения измерений с использованием ядерного магнитного резонанса (NMR) является определение резонансной частоты тестового образца в магнитном поле, которое должно быть измерено. Это - абсолютное измерение, которое может быть выполнено с очень высокой точностью. Измерительный диапазон этого метода колеблется от 10 mT до 10 T без определенных ограничений. При измерениях поля методом протонного магнитного резонанса точность легко достигается при помощи простого аппарата, а точность может быть достигнута при многочисленных предосторожностях и усовершенствованного оборудования. Внутренним недостатком метода NMR является его ограниченность полем с малым градиентом и недостаток информации о направлении поля. 
 
В последнее время были также разработаны несколько персональных дозиметров, подходящих для мониторинга экспозиции статическому магнитному полю. 
     

Защитные меры при  промышленном и научном использовании  магнитных полей могут быть классифицированы как меры инженерного дизайна, использование  дистанции разделения и административный контроль. Других мер контроля опасности магнитного поля, которые включают в себя оборудование для индивидуальной защиты (например, специальную одежду и маски для лица), не существует. Однако меры защиты от потенциальной опасности магнитной интерференции с медицинским электронным оборудованием или оборудованием с электронной системой тревоги, а также защиты хирургических и зубных имплантантов, являются предметом особого беспокойства. Механическая сила, которой обладают ферромагнитные (железные) имплантанты и незакрепленные объекты в сооружениях с высоким уровнем поля, требует, чтобы для защиты от угрозы здоровью и безопасности принимались меры предосторожности. 
       
Техники минимизации чрезмерного воздействия магнитных полей высокой интенсивности, возникающих вокруг крупных исследовательских и промышленных сооружений, обычно подразделяются на четыре типа:  
      
1. расстояние и время 
2. магнитное экранирование 
3. электромагнитная интерференция (EMI) и совместимость 
4. административные меры. 
      
Использование предупредительных надписей и зон специального доступа для ограничения экспозиции персонала около крупных магнитов является одним из наиболее распространенных способов контроля экспозиции. 
      
Такие административные меры, обычно, предпочтительны в случае магнитного экранирования, которое может быть чрезвычайно дорогостоящим. Свободные ферромагнитные и парамагнитные (любые намагничивающиеся вещества) объекты могут превратиться в опасные летящие снаряды при воздействии на них сильного градиента магнитного поля. Этой опасности можно избежать только удалением незакрепленных металлических объектов из области поля и от персонала. Такие предметы, как ножницы, пилки для ногтей, отвертки и скальпели, должны быть запрещены к использованию в непосредственной близости к полю. 
      
Самые первые директивы по защите от статического магнитного поля были разработаны в бывшем Советском Союзе в виде неофициальных рекомендаций. Основой для этого стандарта послужили клинические исследования, которые выдвинули предложение о том, что напряженность статического магнитного поля на рабочем месте не должна превышать 8 kA/m (10 mT). 
      
Американская конференция правительственных промышленных гигиенистов опубликовала TLVs плотности статического магнитного потока, которым рабочие могут подвергаться неоднократно, день за днем, без вредных последствий для здоровья. Для электрических полей эти значения должны использоваться в качестве руководства по контролю экспозиции статическим магнитным полям, но не должны рассматриваться как четкая граница между безопасными и опасными уровнями. По мнению ACGIH, обычная (ежедневная) профессиональная экспозиция не должна превышать 60 mT в среднем по всему телу или 600 mT для ежедневной, взвешенной по времени экспозиции конечностей. Плотность потока 2 T рекомендуется в качестве "потолочного" (то есть, лимитирующего) значения. Угроза безопасности может создаваться механическими силами, вызываемыми магнитным полем в ферромагнитных инструментах и медицинских имплантантах.