Влияние электромагнитных полей на окружающую среду и организм человека

INFLUENCE OF ELECTROMAGNETIC FIELDS ON THE ENVIRONMENT AND HUMAN BODY

Irina Semina

Candidate of Technical Sciences, associate Professor in the Department of electrical engineering,  Omsk state technical University, Russia, Omsk

Viktor Serzhansky

student, Omsk state technical University, Russia, Omsk

Maxim Basmanovsky

student, Omsk state technical University, Russia, Omsk

Аннотация. На протяжении большого количества времени остаётся актуальным вопрос о том, как воздействует электромагнитное поле на человека и каким образом оно влияет на его здоровье? Именно разбору этих вопросов посвящена данная статья. Также в этой работе будут представлены методы борьбы влиянием электромагнитных полей на человека.

Abstract. Throughout a large number of time there is relevant a question of how the electromagnetic field influences the person and how it influences his health? This article is devoted to analysis of these questions. Also in this work fight methods will be presented by influence of electromagnetic fields on the person.

Ключевые слова: электромагнитное поле; излучение; экрани­рование; окружающая среда; человек.

Keywords: electromagnetic field; radiation; shielding; environment; people.

Для начала дадим определение электромагнитному полю – это некоторый вид материи, из-за которой между электрически заряжен­ными частицами возникает взаимодействие, вследствие чего образуется электрическое поле, созданное зарядами этих частиц. В дальнейшем эти поля изменяются и возбуждают друг друга, так и происходит стабилизация электромагнитного поля. Следствием создания электро­магнитного поля становятся линии электропередач, распределительные подстанции, проводка в жилых помещениях, бытовые приборы и многое другое.

На организм человека действие электромагнитных полей проявляется в основном в расстройстве нервной системы, ощущает человек это в виде головных болей, повышенной утомляемости и т. д. Также возможны влияния на иммунную систему, эндокринную систему, нейрогуморальную реакцию, а также репродуктивную (половую) систему. Они также могут провоцировать бессонницу, воздействовать на мышечную ткань, давать сбои в работе желудочно-кишечного тракта, менять частоту пульса и артериальное давление.

Наиболее сильно подвержены воздействию электромагнитных полей люди, у которых установлены кардиостимуляторы, либо различные электронные средства, которые поддерживают жизнь человека, также люди с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системами, и те, у кого ослаблен иммунитет. Особую опасность электромагнитные поля представляют для детей и эмбриона.

На сегодняшний день наиболее существенные изменения в естественное электромагнитное поле вносит человек, давая более изменённые направления геофизическим факторам, тем самым увеличивая интенсивность своего воздействия. Самыми серьёзными источниками такого воздействия являются – электромагнитные поля линий электропередач, трансформаторных подстанций, также радиолокационных и радиотелевизионных станций.

Для начала рассмотрим влияние электромагнитный полей ЛЭП, которые являются серьёзными факторами воздействия на состояние биологических объектов окружающей среды. Так, к примеру, в зоне с очень высоким действием электрического поля, вблизи которого находятся высоковольтные опоры линий электропередач, у многих насекомых заметно изменяется реакция и их поведение. Существует комплекс биологических факторов связанных с воздействием на окружающую среду, которые имеют специальные особенности эксплуатации ЛЭП [3], такие как:

·      коронный разряд;

·      токи утечки; переменный электромагнитный потенциал на проводе;

·      полосы отчуждения; ионизирующие излучения;

·      токи заземления в почве.

ЛЭП и другие энергетические установки создают электро­магнитные поля промышленных частот, которые достаточно сильно превышают средний уровень естественных полей. Самая большая напряжённость поля выявлена в местах наибольшего провисания провода: для ЛЭП-330 кВ – 3,5‑5,0 кВ/м, для ЛЭП – 500 кВ – 7,6‑8 кВ/м, для ЛЭП-750 кВ – 10,0‑15,0 кВ/м. Например, на расстоянии 50 метров от линии электропередачи, напряжённость может иметь показатель – 2,6 кВ/м, на расстоянии 100 метров – 0,21 кВ/м. При напряжённости поля даже в 1000 В/м, создаваемой линией электропередач, электро­магнитное поле будет отрицательно воздействовать на живой организм.

Для безопасного проживания людей было создано санитарно-гигиеническое нормирование электромагнитных полей, которое установ­лено законодательно и введено в использование благодаря многолетним исследованиям. Прежде всего, главным принципом защиты человека от электромагнитного поля ЛЭП, является соблюдение и определение границ санитарно-защитных зон. Также по санитарно-гигиеническому нормированию, должны проводиться мероприятия по снижению напряжённости электрического поля в жилых помещениях и в местах довольно продолжительного пребывания людей, например, таких как применение защитных экранов [1]. В санитарно-гигиенической зоне категорически запрещается: строить дачные участки, общественные или жилые помещения, размещать площадки для стоянки и остановки для различного транспортного средства. Это наиболее простые и весьма выполнимые меры безопасности для защиты от электромагнитного излучения.

Экранирование электромагнитных полей это инженерно-техническое защитное мероприятие, которое используется в основном в местах пребывания людей или на мероприятиях, ограничивающих эмиссионные параметры источника поля. В основном излучения проникают в помещение через двери или оконные проёмы, в которых находятся люди.

Для экранирования различных видов окон, потолочных ламп и много другого используется металлизированное стекло, в свою очередь обладающее экранирующими свойствами. Это свойство придаётся стеклу из-за тонкой прозрачной плёнки на нём либо окислов металлов. Плёнка обладает вполне оптимальной химической стойкостью и оптической прозрачностью. Плёнка, нанесённая лишь на одну сторону поверхности стекла, ослабляет интенсивность излучения в пределах 0,8-150 см на 30 дБ. А если плёнка нанесена на обе поверхности стекла, ослабление достигает 40 дБ.

Также в строительных конструкциях может применяться метал­лическая сетка, металлический лист и другие покрытия, в том числе и строительные материалы. Ещё возможно применение различной плёнки и ткани с металлизированным покрытием. В последнее время наиболее распространёнными стали металлизированные ткани на основе синтетических волокон, получаемых химической металлизацией тканей с различной структурой и плотностью. Таким образом, текстильные экранирующие материалы приобрели наибольшую популярность среди других материалов, так как они обладают малой лёгкостью, толщиной и гибкостью. Ещё есть возможность их дублировать с другими материалами, и совмещать с латексами и смолами.

Теперь рассмотрим воздействие электромагнитного поля промыш­ленной частоты в производственных помещениях на организм человека. Эффект взаимодействия человеческих тканей с электромагнитным полем зависит от поглощённой тканями энергии поля, т. е. дозы облучения, за определённый промежуток времени. В основе взаимодействия тканей с электромагнитным полем лежит эффект преобразования энергии поля в тепло, внутри организма. Наиболее опасно электромагнитное излучение для тканей с недостаточным кровообращением, таких как: мозг, желудок, глаза и почки. При воздействии электромагнитных полей промышленных частот, которые превышают допустимые уровни, у рабочих будут происходить нарушения функций иммунной системы, дыхательной и сердечно­сосудистой систем, пищеварительного тракта и изменения в крови.

В соответствии с ГОСТ 12.1.006–84, в диапазоне частот 60 кГц – 300 МГц, нормируемым параметром электромагнитного поля, является напряжённость Е. Согласно этому, на рабочих местах и в местах нахождения рабочих, профессионально связанных с воздействием элек­тромагнитного поля, максимально допустимая напряжен­ность этого поля в течение всего рабочего дня, не должна превышать нормативных значений. Эффект воздействия электромагнитного излучения на человека в основном принято обозначать количеством электромагнитной энергии, поглощаемой этим человеком в момент нахождения его в поле:

где:    – плотность потока мощности излучения электромагнитной энергии, Вт/м²;

 – эффективная поглощающая поверхность тела человека, м².

Приведём максимально допустимые плотности потока энергии электромагнитных полей с диапазоном частот 300 МГц – 300000 ГГц [2] в таблице 1.

Таблица 1.

Нормы облучения УВЧ и СВЧ

Если напряженность электромагнитного поля на рабочем месте возрастает более 25 кВ/м или если требуется большая продолжитель­ность пребывания человека в поле, то в этом случае работы должны производиться с применением средств защиты — экранирующих устройств или костюмов.

Максимально допустимое значение тока, которое проходит через человека и обусловленное воздействием электри­ческого поля электро­установок сверхвысокого напряже­ния, составляет примерно 50‑60 мкА. Если электрический раз­ряд, возникший в момент прикосновения человека к какой‑либо металлической конструкции, которая имеет отличающийся, чем у чело­века, потенциал, установившийся ток не превышает 50‑60 мкА, то человек не должен испытывает боле­вых ощущений. Именно поэтому это значение тока принято в качестве нормативного.

Для защиты рабочих от воздействия электромагнитных полей промышленной частоты, необходимо осуществлять следующие методы:

1.    Применять средства индивидуальной защиты;

2.    Производить выбор наиболее рациональных режимов работы оборудования;

3.    Необходимо уменьшить время пребывания рабочих в зоне воздействия электромагнитного излучения;

4.    Применять источники электромагнитного излучения как можно с меньшей необходимой для работы мощностью.

Влияние трансформаторных подстанций на окружающую среду. Трансформаторные подстанции расположены практически повсеместно, так как они являются самым главным элементом в системе передачи электроэнергии. Поэтому они тоже оказывают некоторое влияние на экосистему. При помощи закона Джоуля Ленца (физический закон, который выдаёт количественную оценку теплового действия) доказали следующее, трансформаторные подстанции за счёт своего принципа работы производят нагрев и выделение тепла и электромагнитного излучения. Таким образом, они играют большую роль как фактор, который оказывает влияние на образ жизни и распространение животных и растений.

В данной статье было уделено внимание влиянию электро­магнитных полей на окружающую среду и организм человека. А подробнее в статье рассмотрено, что такое электромагнитное поле и каким образом оно влияет на наше здоровье, описаны основные методы борьбы с воздействием ЭМП. Также подробно рассмотрели влияние электромагнитных полей линий электропередач, трансформа­торных подстанций и влияние ЭМП в производственных помещениях.

Исходя из этих исследований, можно сделать вывод, что электромагнитное поле оказывает довольно серьёзное влияние как на организм человека, так и на окружающую нас среду. Не следует пренебрегать влиянием ЭМП, необходимо использовать все возможные методы устранения и защиты от воздействия электромагнитного поля. В природе объекты энергоснабжения большей частью наносят вред и требуют от человека доработки технологий и цепей передачи электроэнергии, начиная от производителя, заканчивая конечной инстанцией потребителя.