Електромагнітне поле і його вплив на здоров'я людини

«Електромагнітне поле і  його вплив на здоров'я людини»

Зміст

1. Що таке ЕМП, його  види і класифікація 

2. Основні джерела ЕМП  
2.1 Електротранспорт   
2.2 Лінії електропередач  
2.3 Електропроводка  
2.4 Побутова електротехніка  
2.5 Теле-і радіостанції   
2.6 Супутниковий зв'язок 
2.7 Стільниковий зв'язок  
2.8 Радари  
2.9 Персональні комп'ютери

3. Як діє ЕМП на здоров'я 

4. Як захиститися від  ЕМП 

 
Що таке ЕМП, його види і класифікація

На практиці при характеристиці електромагнітної обстановки використовуютьтерміни "електричне поле", "магнітне поле", "електромагнітне поле".  
Коротко пояснимо, що це означає і який зв'язок існує між ними.

Електричне поле створюється  зарядами. Наприклад, у всьому відомих  шкільнихдослідах з електризації ебоніту, присутня як раз електричне поле.

Магнітне поле створюється  при русі електричних зарядів  по провіднику.

Для характеристики величини електричного поля використовується поняттянапруженість електричного поля, позначення Е, одиниця виміру В/м  
(Вольт-на-метр). Величина магнітного поля характеризується напруженістюмагнітного поля Н, одиниця А/м (Ампер-на-метр). При вимірі наднизьких івкрай низьких частот часто також використовується поняття магнітна індукція В,одиниця Тл (Тесла), одна мільйонна частина Тл відповідає 1,25 А/м.

За визначенням, електромагнітне  поле - це особлива форма матерії,за допомогою якої здійснюється дія  між електричнимизарядженими частинками. Фізичні причини існування електромагнітногополя пов'язані з тим, що змінюється в часі електричне поле Епороджує магнітне поле Н, а змінюється Н - вихровий електричне поле:обидві компоненти Е і Н, безперервно змінюючись, збуджують один одного. ЕМПнерухомих або рівномірно рухомих заряджених частинок нерозривно пов'язанез цими частками. При прискореному русі заряджених частинок, ЕМП  
"відривається" від них і існує незалежно у формі електромагнітних хвиль,не зникаючи з усуненням джерела (наприклад, радіохвилі не зникають і привідсутність струму в випроменить їх антени).

Електромагнітні хвилі характеризу-ються довжиною хвилі, позначення - ( 
(лямбда). Джерело, що генерує випромінювання, а по суті створюєелектромагнітні коливання, характеризуються частотою, позначення - f.

Важлива особливість ЕМП - це розподіл його на так звану "ближню"і "дальню" зони.

В "ближній" зоні, або  зоні індукції, на відстані від джерела r <( 
ЕМП можна вважати квазістатичного. Тут воно швидко зменшується з відстанню,обернено пропорційно квадрату r -2 або кубу r -3 відстані. В "ближній"зоні випромінювання електромагнітна хвилі ще не сформована. Дляхарактеристики ЕМП вимірювання змінного електричного поля Е ізмінного магнітного поля Н проводяться роздільно. Поле в зоні індукціїслужить для формування біжать складової полів (електромагнітноїхвилі), відповідальних за випромінювання.

"Далека" зона - це зона  сформованої електромагнітної хвилі,починається  з відстані r> 3 (. В "дальній"  зоні інтенсивність полязменшується обернено пропорційно відстані до джерела r -1.

В "дальній" зоні випромінювання є зв'язок між Е і Н: Е = 377Н, де 377  
- Хвильовий опір вакууму, Ом.

Тому вимірюється, як правило, тільки Е. У Росії на частотах вище  
300 МГц зазвичай вимірюється щільність потоку електромагнітної енергії (ППЕ),або вектор Пойтінга. Позначається як S, одиниця виміру Вт/м2. ППЕхарактеризує кількість енергії, переносимої електромагнітної хвилею водиницю часу через одиницю поверхні, перпендикулярної напрямкурозповсюдження хвилі.  
Міжнародна класифікація електромагнітних хвиль по частотах  
| Найменування | Межі | Найменування | Межі |  
| частотного | діапазону | хвильового | діапазону |  
| діапазону | | діапазону | |  
| Крайні низькі, | 3 - 30 Гц | Декамегаметровие | 100 - 10 Мм |  
| КНЧ | | | |  
| Наднизькі, СНЧ | 30 - 300 Гц | Мегаметровие | 10 - 1 Мм |  
| Інфранизьких, ІНЧ | 0,3 - 3 кГц | Гектокілометровие | 1000 - 100 км |  
| Дуже низькі, ОНЧ | 3 - 30 кГц | Міріаметровие | 100 - 10 км |  
| Низькі частоти, НЧ | 30 - 300 кГц | Кілометрові | 10 - 1 км |  
| Середні, СЧ | 0,3 - 3 МГц | Гектометровие | 1 - 0,1 км |  
| Високі частоти, | 3 - 30 МГц | декаметрових | 100 - 10 м |  
| ВЧ | | | |  
| Дуже високі, ДВЧ | 30 - 300 МГц | метрові | 10 - 1 м |  
| Ультрависоких, УВЧ | 0,3 - 3 ГГц | дециметрові | 1 - 0,1 м |  
| Надвисокі, СВЧ | 3 - 30 ГГц | сантиметрові | 10 - 1 см |  
| Вкрай високі, | 30 - 300 ГГц | міліметрові | 10 - 1 мм |  
| КВЧ | | | |  
| Гіпервисокіе, ГВЧ | 300 - 3000 | Децімілліметровие | 1 - 0,1 мм |  
| | ГГц | | |

2. Основні джерела ЕМП

Серед основних джерел ЕМІ  можна перерахувати:  
. Електротранспорт (трамваї, тролейбуси, потяги, ...)  
. Лінії електропередач (міського освітлення, високовольтні, ...)  
. Електропроводка (усередині будівель, телекомунікації, ...)  
. Побутові електроприлади  
. Теле-і радіостанції (транслюють антени)  
. Супутникова і стільниковий зв'язок (транслюють антени)  
. Радари  
. Персональні комп'ютери

2.1 Електротранспорт

Транспорт на електричній  тязі - електропоїзди (в тому числі  поїздаметрополітену), тролейбуси, трамваї і т. п. - є відносно потужнимджерелом магнітного поля в діапазоні частот від 0 до 1000 Гц. За даними  
(Stenzel et al., 1996), максимальні значення щільності потоку магнітноїіндукції В в приміських "електричках" досягають 75 мкТл при середньомузначенні 20 мкТл. Середнє значення В на транспорті з електроприводомпостійного струму зафіксовано на рівні 29 мкТл. Типовий результатдовготривалих вимірювань рівнів магнітного поля, що генеруєтьсязалізничним транспортом на відстані 12 м від полотна, приведений намалюнку.

2.2 Лінії електропередач

Провід працює лінії електропередачі  створюють в прилегломупросторі електричне та магнітне поля промислової частоти.  
Відстань, на яку поширюються ці поля від проводів лініїдосягає десятків метрів.

Дальність розповсюдження електричного поля залежить від класунапруги ЛЕП (цифра, що позначає клас напруги стоїть в назві ЛЕП --наприклад ЛЕП 220 кВ), чим вище напруга - тим більше зона підвищеногорівня електричного поля, при цьому розміри зони не змінюються на протязічасу роботи ЛЕП.

Дальність розповсюдження магнітного поля залежить від величинипротікає струму або від навантаження лінії. Оскільки навантаження ЛЕП моженеодноразово змінюватися як протягом доби, так і зі зміною сезонівроку, розміри зони підвищеного рівня магнітного поля також змінюються.

Біологічна дія

Електричні та магнітні поля є дуже сильними факторамивпливу на стан всіх біологічних об'єктів, які потрапляють у зону їхвпливу.

Наприклад, в районі дії  електричного поля ЛЕП у комахвиявляються зміни в поведінці: так у бджіл фіксується підвищенаагресивність, неспокій, зниження працездатності і продуктивності,схильність до втрати маток; у жуків, комарів, метеликів та інших літаючихкомах спостерігається зміна поведінкових реакцій, у тому числізміна напрямку руху в сторону з меншим рівнем поля.

У рослин поширені аномалії розвитку - часто змінюються форми  ірозміри квіток, листків, стебел, з'являються зайві пелюстки.

Здорова людина страждає від  відносно тривалого перебування  вполе ЛЕП. Короткочасне опромінення (хвилини) може призвести до негативноїреакцією тільки у гіперчутлива людей або у хворих деякими видамиалергії. Наприклад, добре відомі роботи англійських вчених на початку 90-хроків показали, що у деяких алергіків з дією поля ЛЕП розвиваєтьсяреакція за типом епілептичної.

При тривалому перебуванні (місяці - роки) людей велектромагнітне поле ЛЕП можуть розвиватися захворювання переважносерцево-судинної та нервової систем організму людини. В останні роки вчислі віддалених наслідків часто називаються онкологічні захворювання.

Санітарні норми

Дослідження біологічної  дії ЕМП ПЧ, виконані в СРСР у 60 -  
70х роках, орієнтувалися в основному на дію електричноїскладової, оскільки експериментальним шляхом значущого біологічногодії магнітної складової при типових рівнях не було виявлено. У  
70-х роках для населення щодо ЕП ПЧ були введені жорсткі нормативи і поданий час є одними з найжорсткіших у світі. Вони викладені в  
Санітарних нормах і правилах "Захист населення від впливуелектричного поля, створюваного повітряними лініями електропередачізмінного струму промислової частоти "№ 2971-84. Відповідно до цихнормами проектуються і будуються всі об'єкти електропостачання.

Незважаючи на те, що магнітне поле в усьому світі зараз вважаєтьсянайбільш небезпечним для здоров'я, гранично допустима величина магнітногополя для населення в Росії не нормується. Причина - немає грошей длядосліджень і розробки норм. Більша частина ЛЕП будувалася без урахування цієїнебезпеки.

На підставі масових епідеміологічних обстежень населення,що проживає в  умовах опромінення магнітними полями ЛЕП як безпечний або  
"нормальний" рівень для умов тривалого опромінення, що не приводитьдо онкологічних захворювань, незалежно один від одного шведськими іамериканськими фахівцями рекомендована величина щільності потокумагнітної індукції 0,2 - 0,3 мкТл.

Принципи забезпечення безпеки  населення

Основний принцип захисту  здоров'я населення від електромагнітного  поля  
ЛЕП полягає у встановленні санітарно-захисних зон для ліній електропередачіі зниженням напруженості електричного поля в житлових будинках і в місцяхможливого тривалого перебування людей шляхом застосування захиснихекранів.

Межі санітарно-захисних зон для ЛЕП яких на діючих лініяхвизначаються за критерієм напруженості електричного поля - 1 кВ/м.

Межі санітарно-захисних зон для ЛЕП згідно СН № 2971-84

| Напруга ЛЕП | 330 кВ | 500 кВ | 750 кВ | 1150 кВ |  
| Розмір санітарно-захисної | 20 м | 30 м | 40 м | 55 м |  
| (охоронної) зони | | | | |

Межі санітарно-захисних зон для ЛЕП в м. Москві  
| Напруга ЛЕП | 1,2 кеВ

Комп'ютер як джерело змінного електромагнітного поля

Основними складовими частинами  персонального комп'ютера (ПК)є: системний  блок (процесор) і різноманітні пристроївведення/виводу інформації: клавіатура, дискові накопичувачі, принтер, сканер,і т. п. Кожен персональний комп'ютер включає засіб візуальноговідображення інформації яке по-різному - монітор, дисплей. Якправило, в його основі - пристрій на основі електронно-променевої трубки. ПКчасто оснащують мережевими фільтрами (наприклад, типу "Pilot"), джереламибезперебійного живлення та іншим допоміжним електроустаткуванням. Всіці елементи при роботі ПК формують складну електромагнітну обстановку наробочому місці користувача (див. таблицю 1).

ПК як джерело ЕМП  
| Джерело | Діапазон частот |  
| | (Перша гармоніка) |  
| Монітор мережевий трансформатор блоку харчування | 50 Гц |  
| статичний перетворювач напруги в | 20 - 100 кГц |  
| імпульсному блоці харчування | |  
| блок кадрової розгортки і синхронізації | 48 - 160 Гц |  
| блок рядкової розгортки і синхронізації | 15 110 кГц |  
| прискорює анодна напруга монітора (тільки | 0 Гц |  
| для моніторів з ЕПТ) | (електростатика) |  
| Системний блок (процесор) | 50 Гц - 1000 МГц |  
| Пристрої введення/виводу інформації | 0 Гц, 50 Гц |  
| Джерела безперебійного живлення | 50 Гц, 20 - 100 кГц |

Електромагнітне поле, створюване персональним комп'ютером, маєскладний спектральний склад у діапазоні частот від 0 Гц до 1000 МГц.  
Електромагнітне поле має електричну (Е) і магнітну (Н) складові,причому взаємозв'язок їх досить складна, тому оцінка Е і Н виробляєтьсяроздільно.

Максимальні зафіксовані  на робочому місці значення ЕМП  
| Вид поля, діапазон частот, одиниця | Значення | |  
| виміру напруженості поля | напруженості | |  
| | Поля | |  
| | По осі екрану | навколо |  
| | | Монітора |  
| Електричне поле, 100 кГц-300 МГц | 17,0 | 24,0 |  
|, В/м | | |  
| Електричне поле, 0,02 - 2 кГц, В/м | 150,0 | 155,0 |  
| Електричне поле, 2 - 400 кГц В/м | 14,0 | 16,0 |  
| Магнітне поле, 100кГц-300МГц, мА/м | нчп | нчп |  
| Магнітне поле, 0,02 - 2 кГц, мА/м | 550,0 | 600,0 |  
| Магнітне поле, 2 - 400 кГц, мА/м | 35,0 | 35,0 |  
| Електричне поле, кВ/м | 22,0 | - |

Діапазон значень електромагнітних полів, виміряних на робочих місцях користувачів ПК  
| Найменування вимірюваних | Діапазон частот | Діапазон частот |  
| параметрів | 5 Гц - 2 кГц | 2 - 400 кГц |  
| Напруженість | 1,0 - 35,0 | 0,1 - 1,1 |  
| змінного | | |  
| електричного поля, | | |  
| (В/м) | | |  
| Індукція змінного | 6,0 - 770,0 | 1,0 - 32,0 |  
| магнітного поля, (нТл) | | |

Комп'ютер як джерело електростатичного  поля

При роботі монітора на екрані кінескопа накопичуєтьсяелектростатичний заряд, що створює електростатичне поле (ЕСтП). Урізних дослідженнях, при різних умовах вимірювання значення ЕСтПколивалися від 8 до 75 кВ/м. При цьому люди, що працюють з монітором,набувають електростатичний потенціал. Розкид електростатичнихпотенціалів користувачів коливається в діапазоні від -3 до +5 кВ. Коли ЕСтПсуб'єктивно відчувається, потенціал користувача є вирішальним фактором привиникненні неприємних суб'єктивних відчуттів.

Помітний внесок у загальну електростатичне поле вносять електризуютьсявід тертя поверхні клавіатури і миші. Експерименти показують, що навітьпісля роботи з клавіатурою, електростатичне поле швидко зростає з 2до 12 кВ/м. На окремих робочих місцях в області рук реєструвалисянапруженості статичних електричних полів більше 20 кВ/м.

Вплив на здоров'я користувача  електромагнітних полів комп'ютера

За узагальненими даними, у працюючих за монітором від 2 до 6 годин надобу функціональні порушення центральної нервової системи відбуваються всередньому в 4,6 рази частіше, ніж у контрольних групах, хвороби серцево -судинної системи - в 2 рази частіше, хвороби верхніх дихальних шляхів - в  
1,9 рази частіше, хвороби опорно-рухового апарату - в 3,1 рази частіше. Ззбільшенням тривалості роботи на комп'ютері співвідношення здорових іхворих серед користувачів різко зростає.