Что в техносфере является источником эмп
Электромагнитные поля и излучения
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕХНОСФЕРЫ.
Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорта являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон.
К энергетическим загрязнениям относят:
Метрополитены, трамваи, рельсовый транспорт предприятий, железнодорожный транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт создают энергетические загрязнения и относятся к источникам вибрации.
Распространение вибраций идет по грунту и конструкциям зданий. Через опорные поверхности общая вибрация передается на тело человека, а локальная через конечности рук и ног. Общая вибрация оказывает отрицательное действие на нервную систему человека, его вестибулярный, зрительный, тактильный анализаторы. Действие вибрации проявляется в головокружении, расстройстве координации движений, появляются симптомы укачивания, снижается болевая, тактильная, вибрационная чувствительность. Нарушаются обменные процессы – изменяется углеводный, белковый обмен, биохимические показатели крови.
Наиболее распространенной является локальная вибрация, образующаяся при работе с ручным механизированным инструментом. Опасность её заключается в том, что она вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, действует на нервные окончания, мышечные и костные ткани, способствует отложению солей в суставах пальцев.
Защита от вибрации
Для защиты от вибрации применяют следующие методы:
— снижение виброактивности машин;
— отстройка от резонансных частот;
— индивидуальные средства защиты.
Снижение виброактивности машин (уменьшение Fm) достигается:
— изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п., были бы исключены или предельно снижены, например, заменой клепки сваркой;
— хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей;
— применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колёс вместо прямозубых;
— заменой подшипников качения на подшипники скольжения;
— применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.
Отстройка от резонансных частот заключается в изменении:
— режимов работы машины и соответственно частот возмущающей вибросилы;
— собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы (например, установкой ребер жесткости) или изменения массы системы (например, путем скрепления на машине дополнительных масс).
Вибродемпфирование − это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция.
Вторым фактором энергетического загрязнения техносферы является акустический шум – беспорядочные звуковые колебания в атмосфере. Создается он одиночными или комплексными источниками, которые могут находиться как внутри, так и снаружи здания. Привычным и не беспокоящим человека будет шум с уровнем звукового давления до 30…35 дБ. Если его повысить до уровня 40…70 дБ, то возникнет нагрузка на нервную систему, сопровождающаяся ухудшением самочувствия. Уровень шума выше 75 дБ приводит к потере слуха. При уровне шума 140 дБ возможен разрыв барабанных перепонок, а уровень более 160 дБ приводит к смерти. В жилых домах, школах, больницах имеют место высокие уровни шума, приводящие к повышенному нервному напряжению. С ростом уровня шума увеличивается число нервных заболеваний.
Защита от шума
Для защиты от шума применяют следующие методы:
— снижение звуковой мощности источника шума;
— размещение источника шума относительно рабочих мест и населенных зон с учетом направленности излучения звуковой энергии;
— акустическая обработка помещений;
— применение глушителей шума; применение средств индивидуальной защиты.
Снижение звуковой мощности источников шума
Для снижения шума механизмов и машин необходимо снижать вибрацию источников шума, так как последняя является источником шума.
Аэродинамический шум, вызываемый движением потоков газа и обтеканием ими элементов механизмов и машин, − наиболее мощный источник шума, снижение которого в источнике наиболее сложно.
Для уменьшения шума улучшают аэродинамическую форму элементов машин, обтекаемых газовым потоком, и снижают скорость движения газа.
Изменение направленности излучения шума.
При размещении установок с направленным излучением необходима соответствующая ориентация этих установок по отношению к рабочим и населенным местам.
Величина эффекта изменения направленности может достигать 10. 15 дБ. Например, отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной установки или устье трубы сброса сжатого газа необходимо располагать так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места или жилого дома.
Акустическая обработка помещения − это мероприятие, снижающее интенсивность отраженного от поверхностей помещения (стен, потолка, пола) звука.
Для этого применяют звукопоглощающие облицовки поверхностей помещения и штучные (объемные) поглотители различных конструкций, подвешиваемые к потолку помещения.
Поглощение звука происходит путем перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пористом материале облицовки или поглотителя.
Для большей эффективности звукопоглощения пористый материал должен иметь открытые со стороны падения звука и незамкнутые поры.
Звукопоглощающие материалы характеризуются коэффициентом звукопоглощения α, равным отношению звуковой энергии, поглощенной материалом, к энергии, падающей на него.
Звукопоглощающие материалы должны иметь коэффициент звукопоглощения более 0,2.
Звукопоглощающие свойства пористых материалов определяются толщиной слоя, частотой звука, наличием воздушной прослойки между материалом и поверхностью помещения.
Установка звукопоглощающих облицовок снижает уровень шума на 6. 8 дБ в зоне отраженного звука (вдали от его источника) и на 2. 3 дБ в зоне преобладания прямого шума (вблизи от источника).
Несмотря на такое относительно небольшое снижение уровня шума, применение облицовок целесообразно по следующими причинам:
— во − первых спектр шума в помещении меняется за счет большей (8. 10 дБ) эффективности облицовок на высоких частотах. Шум делается более глухим и менее раздражающим;
— во − вторых, становится более заметным шум оборудования, а, следовательно, появляется возможность слухового контроля его работы, становится легче разговаривать, улучшается разборчивость речи.
По этим причинам помещения концертных залов подвергают акустической обработке.
Помимо вибраций и акустического шума к энергетическим загрязнениям относятся инфразвук и ультразвук.
Инфразвук – это колебания по частоте не превышающие 20 Гц нижней границы слухового восприятия человека. Возникнуть такие колебания могут в разных условиях, например, ветер обдувает здания, металлические конструкции, работают какие-либо машины, механизмы, извергаются вулканы, дуют штормовые ветры. Даже небольшая мощность инфразвука болезненно сказывается на ушах и заставляет колебаться внутренние органы человека, приводит к головокружению, вялости, потере равновесия. Не только в машиностроении и металлургии, но и в современной медицине широко применяется ультразвук. Он имеет 2 способа распространения – воздушный и контактный. Длительное его распространение в воздухе приводит к функциональному нарушению нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной систем. При контактном воздействии ультразвука на руки нарушается их капиллярное кровообращение, снижается болевая чувствительность.
Ультразвуковые колебания, как было установлено, могут вызвать изменение костной структуры и разрежение плотности костной ткани. Работающие с ультразвуком имеют профессиональные заболевания.
Электромагнитные поля и излучения
Создав много вещей для своего комфорта, человек создал и новые проблемы для своего здоровья и окружающей среды. В списке вредных предметов быта стоят разнообразные источники электромагнитного излучения – компьютеры, мобильные телефоны, трансформаторы, акустическая техника и др.
В зависимости от энергии фотонов (квантов) излучения подразделяют на неионизирующие (электрические и магнитные поля, электростатическое поле, инфракрасное, ультрафиолетовое, световое и лазерное излучение) и ионизирующие.
Электромагнитные поля представляют собой особую форму материи, через которую происходит воздействие между электрическими заряженными частицами. Специалисты в этой области ввели понятие «электромагнитный смог» – фон от излучений, который создают электроприборы, но в него вливаются ещё и искусственные электрические поля, и магнитное поле Земли.
Электромагнитные поля оказывают на организм человека тепловое и биологическое воздействие.
Тепловое: нагрев хрящей, сухожилий, хрусталика глаза, желчного, мочевого пузыря.
Биологическое: изменения со стороны ЦНС и сердечно-сосудистой системы (вялость, расстройство сна, снижение памяти, раздражительность, апатия, боли в области сердца).
Низкие частоты 5-35 Гц и сверхвысокие в пределах 42-67 Гц действуют на организм человека особенно разрушительно. В живом организме при воздействии электромагнитного излучения происходит четыре группы изменений:
— Дистрофические изменения в тканях и органах, при которых возникает нарушение питания тканей и органов;
— Геморрагические проявления, проявляющиеся в повышенной кровоточивости; Опустошение кроветворных органов, проявляющееся в малокровии, снижение иммунной защиты;
Разрушенная иммунная система создает благоприятные условия для размножения в организме бактерий, вирусов, грибов, глистов и др. Больше всего от электромагнитного излучения страдают активные органы – сердце и мозг. Особенно чувствительна к электромагнитным полям нервная система человека, и прежде всего, высшая нервная деятельность. В течение длительного времени воздействия электромагнитные поля накапливаются и имеют свой биологический эффект, который может проявиться в перспективе. К таким проявлениям можно отнести:
— Дегенеративные процессы ЦНС;
Основные источники электромагнитных полей в техносфере:
Методы защиты от электромагнитного излучения:
Ионизирующее излучение действуя на вещество ионизирует и возбуждает атомы и молекулы, входящие в состав вещества. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений, что приводит к гибели клеток.
Источники излучения – естественные и антропогенные:
Нарушения биологических процессов могут быть обратимыми (нормальная работа клеток облучённой ткани полностью восстанавливается) или необратимыми (поражения отдельных органов или всего организма, лейкозы, злокачественные образования, раннее старение, лучевая болезнь).
Острые поражения развиваются при однократном равномерном гамма-облучении всего тела в поглощённой дозе выше 25 р.
· тяжёлая – 400 – 600 р (50% облучённых погибает в течение первого месяца);
· крайне тяжёлая форма – дозы облучения свыше 600 р (почти в 100% случаев оканчивается смертью вследствие кровоизлияния или инфекционных заболеваний в случае отсутствия лечения).
Хроническая лучевая болезнь может развиваться при непрерывном или повторяющемся облучении в дозах, существенно ниже тех, которые вызывают острую лучевую болезнь. Наиболее характерные признаки изменения в крови, ряд симптомов со стороны нервной системы, локальные поражения кожи, хрусталика, снижение иммунитета.
Лазерное излучение
В современном мире широкое применение нашли лазеры. Они используются в промышленности, медицине, в системе мониторинга состояния окружающей среды, в разнообразных научных исследованиях. Танцующие и переливающиеся лазерные лучи стали очень притягательными в эстрадных представлениях и шоу.
Лазерное излучение – это есть распространяющиеся почти параллельно друг другу электромагнитные волны.
Лазерный луч имеет острую направленность, малый угол рассеяния и большую интенсивность воздействия на облучаемую поверхность. Очень плотно воздействием лазерного излучения на человеческий организм, занимались специалисты разных областей медицины.
Проведенные исследования установили, что этот вид излучения имеет свои свойства:
— Повреждающими факторами при работе с лазером являются прямые, рассеянные и отраженные излучения;
— Параметры электромагнитной волны и локализация облучаемой поверхности влияют на степень поражения;
— Энергия может поглощаться этой поверхностью и приводить к негативным эффектам – тепловому, световому и др.
Биологическое действие лазерного излучения имеет такую последовательность:
— Температура тела резко повышается и сопровождается ожогом; Затем происходит вскипание межтканевой и клеточной жидкости;
— В результате образуется пар, создающий огромное давление и приводящий к взрыву – происходит разрушение окружающих тканей.
Наибольшую опасность представляют прямое и зеркально отраженное излучение, вызывающие патологические изменения в работе важнейших систем организма человека. Лазерное излучение очень сильно воздействует на органы зрения человека, вызывая поражение сетчатки глаза, роговицы, радужной оболочки и хрусталика. Причины этого: За короткий по времени импульс защитный мигательный рефлекс не успевает сработать; На сосудах сетчатки отсутствуют болевые рецепторы, поэтому лазерное излучение, попав на сосудик сетчатки, может его закупорить. В этом случае повреждение сетчатки заметно не сразу; Когда выжженная лучом область увеличивается, изображения, попавшие на неё, становятся невидимыми, т.е. исчезают; Веки пораженных глаз отекают, появляются спазмы, боль, помутнение и кровоизлияние сетчатки. Клетки сетчатки после повреждения не восстанавливаются.
Источники электромагнитных полей и излучений
Источники электромагнитных полей и излучений
Электромагнитными полями пронизано все окружающее пространство.
Существуют естественные и техногенные источники электромагнитных полей.
Естественные источники электромагнитного поля:
Источниками техногенных электромагнитных полей являются различная передающая аппаратура, коммутаторы, разделительные высокочастотные фильтры, антенные системы, промышленные установки, снабженные высокочастотными (ВЧ), ультравысокочастотными (УВЧ) и сверхвысокочастотными (СВЧ) генераторами.
Источники электромагнитных полей на производстве
К источникам ЭМП на производстве относятся две большие группы источников:
Опасное воздействие на работающих могут оказывать:
Источниками волн радиочастотного диапазона являются прежде всего станции радио- и телевещания. Классификация радиочастот дана в табл. 1. Эффект радиоволн во многом зависит от особенностей их распространения. На него влияют характер рельефа и покрова поверхности Земли, крупные предметы и строения, расположенные на пути, и т.п. Лесные массивы и неровности рельефа поглощают и рассеивают радиоволны.
Таблица 1. Радиочастотный диапазон
Наименование волн
Частоты, МГц
Длина волн, м
Ультракороткие волны (УКВ)
Сверхвысокочастотные волны (СВЧ)
Чрезвычайно высокочастотные волны (ЧВЧ)
Электростатические поля создаются в энергетических установках и при электротехнических процессах. В зависимости от источников образования они могут существовать в виде собственно электростатического поля (поля неподвижных зарядов). В промышленности электростатические поля широко используются для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов. Статическое электричество образуется при изготовлении, испытаниях, транспортировке и хранении полупроводниковых приборов и интегральных схем, шлифовке и полировке футляров радиотелевизионных приемников, в помещениях вычислительных центров, на участках множительной техники, а также в ряде других процессов, где используются диэлектрические материалы. Электростатические заряды и создаваемые ими электростатические поля могут возникать при движении диэлектрических жидкостей и некоторых сыпучих материалов по трубопроводам, переливании жидкостей-диэлектриков, скатывании пленки или бумаги в рулон.
Магнитные поля создаются электромагнитами, соленоидами, установками конденсаторного типа, литыми и металлокерамическими магнитами и др. устройствами.
Источники электрических полей
Любое электромагнитное явление, рассматриваемое в целом, характеризуется двумя сторонами — электрической и магнитной, между которыми существует тесная связь. Электромагнитное поле также имеет всегда две взаимосвязанные стороны — электрическое поле и магнитное поле.
Источником электрических полей промышленной частоты являются токоведущие части действующих электроустановок (линии электропередачи, индукторы, конденсаторы термических установок, фидерные линии, генераторы, трансформаторы, электромагниты, соленоиды, импульсные установки полупериодного или конденсаторного типа, литые и металлокерамические магниты и др.). Длительное воздействие электрического поля на организм человека может вызвать нарушение функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем, что выражается в повышенной утомляемости, снижении качества выполнения рабочих операций, болях в области сердца, изменении артериального давления и пульса.
Для электрического поля промышленной частоты в соответствии с ГОСТ 12.1.002-84 предельно допустимый уровень напряженности электрического поля, пребывание в котором не допускается без применения специальных средств защиты в течение всего рабочего дня, равен 5 кВ/м. В интервале свыше 5 кВ/м до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания Т (ч) определяется по формуле Т = 50/Е — 2, где Е — напряженность воздействующего поля в контролируемой зоне, кВ/м. При напряженности поля свыше 20 кВ/м до 25 кВ/м время пребывания персонала в поле не должно превышать 10 мин. Предельно допустимое значение напряженности электрического поля устанавливается равным 25 кВ/м.
При необходимости определения предельно допустимой напряженности электрического поля при заданном времени пребывания в нем уровень напряженности в кВ/м вычисляется по формуле Е — 50/(Т + 2), где Т — время пребывания в электрическом поле, ч.
Основными видами средств коллективной защиты от воздействия электрического поля токов промышленной частоты являются экранирующие устройства — составная часть электрической установки, предназначенная для защиты персонала в открытых распределительных устройствах и на воздушных линиях электропередачи (рис. 1).
Экранирующее устройство необходимо при осмотре оборудования и при оперативном переключении, наблюдении за производством работ. Конструктивно экранирующие устройства оформляются в виде козырьков, навесов или перегородок из металлических канатов. прутков, сеток. Экранирующие устройства должны иметь антикоррозионное покрытие и заземлены.
Рис. 1. Экранирующий навес над проходом в здание
Для защиты от воздействия электрического поля токов промышленной частоты используются также экранирующие костюмы, которые изготавливаются из специальной ткани с металлизированными нитями.
Источники электростатических полей
На предприятиях широко используют и получают вещества и материалы, обладающие диэлектрическими свойствами, что способствует возникновению зарядов статического электричества.
Статическое электричество образуется в результате трения (соприкосновения или разделения) двух диэлектриков друг о друга или диэлектриков о металлы. При этом на трущихся веществах могут накапливаться электрические заряды, которые легко стекают в землю, если тело является проводником электричества и оно заземлено. На диэлектриках электрические заряды удерживаются продолжительное время, вследствие чего они получили название статического электричества.
Процесс возникновения и накопления электрических зарядов в веществах называют электризацией.
Явление статической электризации наблюдается в следующих основных случаях:
Разряд статического электричества возникает в том случае, когда напряженность электростатического поля над поверхностью диэлектрика или проводника, обусловленная накоплением на них зарядов, достигает критической (пробивной) величины. Для воздуха пробивное напряжение составляет 30 кВ/см.
У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, отмечаются разнообразные расстройства: раздражительность, головная боль, нарушение сна, снижение аппетита и др.
Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены ГОСТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» и Санитарно-гигиеническими нормами допустимой напряженности электростатического поля (ГН 1757-77).
Эти нормативные правовые акты распространяются на электростатические поля, создаваемые при эксплуатации электроустановок высокого напряжения постоянного тока и электризации диэлектрических материалов, и устанавливают допустимые уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах персонала, а также общие требования к проведению контроля и средствам защиты.
Допустимые уровни напряженности электростатических полей устанавливаются в зависимости от времени пребывания на рабочих местах. Предельно допустимый уровень напряженности электростатических полей — 60 кВ/м в течение 1 ч.
При напряженности электростатических полей менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.
В диапазоне напряженности от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в электростатическом поле без средств защиты зависит от конкретного уровня напряженности на рабочем месте.
Меры защиты от статического электричества направлены на предупреждение возникновения и накопления зарядов статического электричества, создание условий рассеивания зарядов и устранение опасности их вредного воздействия. Основные меры защиты:
Источники магнитного поля
Магнитные поля (МП) промышленной частоты возникают вокруг любых электроустановок и токопроводов промышленной частоты. Чем больше сила тока, тем выше интенсивность магнитного поля.
Магнитные поля могут быть постоянными, импульсными, инфранизкочастотными (с частотой до 50 Гц), переменными. Действие МП может быть непрерывным и прерывистым.
Степень воздействия МП зависит от максимальной напряженности его в рабочем пространстве магнитного устройства или в зоне влияния искусственного магнита. Доза, полученная человеком, зависит от расположения рабочего места по отношению к МП и режима труда. Каких-либо субъективных воздействий постоянные МП не вызывают. При действии переменных МП наблюдаются характерные зрительные ощущения, так называемые фосфены, которые исчезают в момент прекращения воздействия.
При постоянной работе в условиях воздействия МП, превышающих предельно допустимые уровни, развиваются нарушения функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения состава крови. При преимущественно локапьном воздействии могут возникать вегетативные и трофические нарушения, как правило, в области тела, находящегося под непосредственным воздействием МП (чаще всего рук). Они проявляются ощущением зуда, бледностью или синюшностыо кожных покровов, отечностью и уплотнением кожи, в некоторых случаях развивается гиперкератоз (ороговелость).
Напряженность МП на рабочем месте не должна превышать 8 кА/м. Напряженность МП линии электропередачи напряжением до 750 кВ обычно не превышает 20-25 А/м, что не представляет опасности для человека.
Источники электромагнитного излучения
Источниками электромагнитных излучений в широком диапазоне частот (сверх- и ифранизкочастотном, радиочастотном, инфракрасном, видимом, ультрафиолетовом, рентгеновском — табл. 2) являются мощные радиостанции, антенны, генераторы сверхвысоких частот, установки индукционного и диэлектрического нагрева, радары, лазеры, измерительные и контролирующие устройства, исследовательские установки, медицинские высокочастотные приборы и устройства, персональные электронно-вычислительные машины (ПЭВМ), видеодисплейные терминалы на электронно-лучевых трубках, используемые как в промышленности, научных исследованиях, так и в быту.
Источниками повышенной опасности с точки зрения электромагнитных излучений являются также микроволновые печи, телевизоры, мобильные и радиотелефоны.
Таблица 2. Спектр электромагнитных излучений
Низкочастотные излучения
Источниками низкочастотных излучений являются системы производства. передачи и распределения электроэнергии (электростанции, трансформаторные подстанции, системы и линии электропередачи), электросети жилых и административных зданий, транспорт, работающий на электроприводе, и его инфраструктура.
При длительном воздействии низкочастотного излучения могут появиться головные боли, изменение артериального давления, развиваться утомление, наблюдаться выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела, стойкое снижение работоспособности.
Для защиты от низкочастотного излучения экранируют либо источники излучения (рис. 2), либо зоны, где может находиться человек.
Рис. 2. Экранирование: а — индуктора; б — конденсатора
Источники радиочастотного излучения
Источником ЭМП радиочастот являются:
Наиболее характерными при воздействии радиоволн всех диапазонов являются отклонения в ЦНС и сердечно-сосудистой системе человека. Субъективные жалобы — частая головная боль, сонливость или бессонница, утомляемость, слабость, повышенная потливость, снижение памяти, рассеянность, головокружение, потемнение в глазах, беспричинное чувство тревоги, страха и др.