Загрязнение окружающей среды электромагнитным излучением. Методы защиты
Интенсивное развитие электроники и радиотехники вызвал загрязнение природной среды электромагнитными излучениями (полями) Главными их источниками являются радио-, телевизионные и радиолокационны ни станции, высоковольтные линии электропередач, электротранспорт Вблизи каждого областного центра, многих районных центров, крупных городов расположены телевизионные центры или ретрансляторы, радиоцентры, средства радиосвязи различного назначениня.
Уровень электромагнитных излучений в таких районах (диапазон радиочастот объектов может изменяться от 50 — 100 Гц до 100 ГГц) часто превышает допустимые гигиенические нормы и очень вредит здоровью люди ей, обитающих время.
По мере загрязнения электромагнитными полями напряженность поля (В / м) Эти поля наносят вред прежде всего нервной системе Так, напряженность поля 1000 В / м вызывает головную боль и сильную усталость, большие значение обусловливают развитие неврозов, бессонницы, тяжелые заболевания.
Существуют разработанные на основе медико-биологических исследований санитарные нормы и правила радиотехнических и электротехнических объектов Они регламентируют условия их эксплуатации с целью охраны насел ления от вредного воздействия электромагнитных излученияь.
Рост энергетических мощностей представляет опасность для окружающей среды — расширяется сеть и растет напряжение воздушных линий электропередач. Они негативно влияют на нормальное развитие животного и растительного миру.
Специальные исследования показали, что технически найперспективнимы есть линии сверхвысокого и ультравысокого напряжения (760 — 1150 кВ), которые представляют опасность Вокруг них образуются мощные электромагнитные и поля, которые негативно влияют на человека, нарушают естественную миграцию животных, процессы роста растений.
Рассмотрим основные методы защиты от электромагнитных излучений. К ним следует отнести рациональное размещение излучающих и облучающих объектов, исключающее или ослабляющее воздействие излучения на персонал; ограничение места и времени нахождения работающих в электромагнитном поле; защита расстоянием, т. е. удаление рабочего места от источника электромагнитных излучений; уменьшение мощности источника излучений; использование поглощающих или отражающих экранов; применение средств индивидуальной защиты и некоторые др.
Из перечисленных выше методов защиты чаще всего применяют экранирование или рабочих мест, или непосредственно источника излучения. Различают отражающие и поглощающие экраны. Первые изготавливают из материалов с низким электросопротивлением, чаще всего из металлов или их сплавов (меди, латуни, алюминия и его сплавов, стали). Весьма эффективно и экономично использовать не сплошные экраны, а изготовленные; из проволочной сетки или из тонкой (толщиной 0,01¸0,05 мм); алюминиевой, латунной или цинковой фольги. Хорошей экранирующей способностью обладают токопроводящие краски (в качестве токопроводящих элементов используют коллоидное серебро, порошковый графит, сажу и др.), а также металлические покрытия, нанесенные на поверхность защитного материала. Экраны должны заземляться.
Защитные действия таких экранов заключаются в следующем. Под действием электромагнитного поля в материале экрана возникают вихревые токи, которые наводят в нем вторичное поле. Амплитуда наведенного поля приблизительно равна амплитуде экранируемого поля, а фазы этих полей противоположны. Поэтому результирующее поле, возникающее в результате суперпозиции (сложения) двух рассмотренных полей, быстро затухает в материале экрана, проникая в него на малую глубину.
Другой вид экранов – поглощающие. Их действие сводится к поглощению электромагнитных волн. Эти экраны изготавливаются в виде эластичных и жестких пенопластов, резиновых ковриков, листов поролона или волокнистой древесины, обработанной специальным составом, а также из ферромагнитных пластин. Отраженная мощность излучения от этих экранов не превышает 4%. Например, радиопоглощающий материал «Луч», изготовленный из древесных волокон, в диапазоне длин волн излучения 0,15¸1,5 м имеет отраженную мощность 1¸3%.
Экранами могут защищаться оконные проемы и стены зданий и сооружений, находящихся под воздействием электромагнитного излучения (ЭМИ). Строительные конструкции (стены, перекрытия зданий), а также отделочные материалы (краски и т.д.) могут либо поглощать, либо отражать электромагнитные волны.
Для защиты от электрических полей промышленной частоты, возникающих вдоль линий высоковольтных электропередач (ЛЭП), необходимо увеличивать высоту подвеса проводов линий, уменьшать расстояние между ними, создавать санитарно-защитные зоны вдоль трассы ЛЭП на населенной территории. В этих зонах ограничивается длительность работ, а также заземляются машины и оборудование.
Для индивидуальной защиты от электромагинтного излучения применяют специальные комбинезоны и халаты, изготовленные из метализированной ткани (экранируют электромагнитные поля).
Источник
Методы защиты от Э-М загрязнения.
Электромагнитное загрязнение. Источники и методы защиты.
Электромагнитное загрязнение — распространение радиоволн вне выделенных для них диапазонов или с превышением разрешённого уровня.
Электромагнитное загрязнение окружающей среды стало возможно исключительно вследствие деятельности человека после «второго этапа» промышленной революции. Начало этого этапа связывают с гениальным и скандальным изобретателем сербом Николой Тесла, а именно с его работой по созданию устройств, на переменном токе, электродвигателей и других изобретений в области радио- и электротехники.
Источники электромагнитного загрязнения
Любое устройство, которое вырабатывает или использует электрическую энергию, является источником электромагнитного излучения. Это телевизионные и радиолокационные станции, высоковольтные линии электропередач промышленной частоты, рентгеновские, плазменные и лазерные установки, атомные и ядерные реакторы, термические промышленные цеха ,а также техногенные источники электромагнитных и других физических полей специального назначения, применяемые в радиоэлектронном противодействии и размещаемые на стационарных и передвижных объектах на земле, воде, под водой, в воздухе. Для человека мощным источником излучений стала мобильная связь.
Особенностью облучения в городских условиях является воздействие на население как суммарного электромагнитного фона (интегральный параметр), так и сильных ЭМП от отдельных источников (дифференциальный параметр).
Природные источники электромагнитных полей
Поле Земли — постоянное электрическое и постоянное магнитное поле.
Радиоволны, генерируемые космическими источниками (Солнце, звезды и т.д.), атмосферные процессы — разряды молний и т.д. Естественное электрическое поле Земли создается избыточным отрицательным зарядом на поверхности; его напряженность обычно от 100 до 500 В/м. Вторая группа природных электромагнитных полей характеризуется широким диапазоном частот.
Антропогенные источники электромагнитных полей
Антропогенные источники также делятся на 2 группы:
Источники низкочастотных излучений (0 — 3 кГц).
Системы производства, передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные подстанции, электростанции, различные кабельные системы), домашняя и офисная электро- и электронная техника, в том числе и мониторы ПК, транспорт на электроприводе, ж/д транспорт и его инфраструктура, метро, троллейбусный и трамвайный транспорт.
Источники высокочастотных излучений (от 3 кГц до 300 ГГц).
функциональные передатчики — источники электромагнитного поля в целях передачи или получения информации. Это
коммерческие передатчики (радио, телевидение), радиотелефоны (авто-, радиотелефоны, радио СВ(средних волн), любительские радиопередатчики, производственные радиотелефоны),
направленная радиосвязь (спутниковая радиосвязь, наземные релейные станции), навигация (воздушное сообщение, судоходство, радиоточка),
локаторы различное технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение,
бытовое оборудование (СВЧ-печи),
средства визуального отображения информации на электронно-лучевых трубках (мониторы ПК, телевизоры и пр).
Токи ультравысокой частоты, применяемые в медицине для научных исследований.
Воздействие электромагнитного излучения на живые организмы
Точный механизм воздействия этого вида излучений на живой организм неизвестен. В первую очередь его влиянию подвержена мембранная структура клеток.
Электромагнитное загрязнение окружающей среды начинается с общего для всего живого компонента – воды. Под воздействием поля меняются свойства воды, что сказывается на скорости реакций, проходящих в организме.
На клеточном уровне, самой чувствительной к различным физическим и химическим раздражителям и воздействиям является мембрана. Даже незначительное электромагнитное облучение влечет за собой морфологические и функциональные нарушения в ней. Энергия поля клетки в результате этого преобразуется в другие виды, а клетка может увеличиться в размерах.
Слабые поля, до теплового порога, изменяют живую ткань и ухудшают ее регенерацию. Под действием переменного электрического поля она нагревается. Чем дольше и под большим напряжением находится, тем ее нагрев больше. Строение ткани также влияет на степень ее нагрева. Особо чувствительны к нагреву такие органы животных: мозг, почки, мочевой и желчный пузырь и органы зрения.
Микроорганизмы очень чувствительны к даже слабым электромагнитным полям. При воздействии на них полем, это проявляется в снижении двигательной активности, способности к выживанию и, соответственно, повышенной смертностью. Более того, облучение может вызывать мутации.
Растения реагируют на воздействие слабых и сильных полей. Как правило, эта реакция отражается на росте и функции размножения. Отмечены изменения в форме и размерах листьев, цветков и стеблей растений, произрастающих под линиями электропередач, а также на прирост деревьев, произрастающих вблизи радиолокационных станций. Различное влияние на растительный мир, как на основной источник кислорода и питания на Земле — это уже сильный аргумент, чтобы начать более многосторонние исследования.
Живущие в растительном мире насекомые, по-своему реагируют на воздействие излучений. Некоторые виды, в зависимости от строения тела и способа жизни, замедляют свое развитие и рост, может быть потеря ориентации или повышенная агрессивность. Но основная реакция – это стремление избежать воздействия поля линий электропередач. Воздействие СВЧ-излучения, как правило, вызывает летальный исход, что говорит о меньшей устойчивости насекомых к этому виду излучения, чем растений.
Характерно, что птицы не гнездятся возле радиолокационных станций.
Установлено, что под воздействием электромагнитного поля, страдает, прежде всего, центральная нервная система птиц и животных
Гипотетическое вредное воздействие электрических полей на организм человека иногда называют электросмогом, приписывая вредные свойства низкочастотным и сверхнизкочастотным излучениям (менее 300 Гц).
По результатам 25 тысяч научных статей, опубликованных за 30-летний период, ВОЗ заключает, что существующие доказательства не подтверждают существование каких-либо последствий для здоровья от воздействия электромагнитных полей низкой мощности
Предельно допустимая доза электромагнитного излучения для человека составляет 0,2 мкТл.
При отправлении состава в метро величина магнитного поля на платформе составляет 50-100 мкТл, в вагоне поезда — 150-200 мкТл,
Компьютер является источником электромагнитного излучения величиной до 100 мкТл., что в 500 раз превышает допустимое значение. Практически такой же уровень электромагнитного излучения генерируется микроволновой печью.
Электромагнитное излучение от мобильных телефонов и других электронных устройств достигает 50 мкТл, что в 250 раз превышает допустимое значение.
Настольная лампа является источником электромагнитного излучения, которое в 4-5 раз превышает допустимое значение. В данном случае источником излучения является провод, питающий лампу.
Предельно допустимые нормы электромагнитного излучения для человека.
Для источников излучения с частотами:
300 кГц — это напряжённость поля 25 В/м;
30–300 МГц — 3 В/м;
и от 300 мгц 300 ГГц — 10 мкВт/см2.
1Тл = 1 кг·с−2/А=1 В·с / м2
Защита человека от опасного воздействия электромагнитного излучения осуществляется следующими способами:
• уменьшение излучения от источника;
• экранирование источника излучения и рабочего места;
• установление санитарно-защитной зоны;
• поглощение или уменьшение образования зарядов статического электричества;
• устранение зарядов статического электричества;
• применение средств индивидуальной защиты.
Уменьшение мощности излучения от источника реализуется применением поглотителей электромагнитной энергии; блокированием излучения или снижением его мощности для вращающихся антенн в секторе, в котором находится защищаемый объект.
Поглощение электромагнитных излучений осуществляется поглотительным материалом путем превращения энергии электромагнитного поля в тепловую. В качестве такого материала применяют каучук, поролон, пенополистирол, ферромагнитный порошок со связывающим диэлектриком, волосяные маты, пропитанные графитом.
Экранирование источника излучения и рабочего места осуществляется специальными экранами по ГОСТ 12.4.154-85 “ССБТ. Устройства экранирующие для защиты от электрических полей промышленной частоты”.
Различают отражающие и поглощающие экраны. Первые изготавливают из материала с низким электросопротивлением – металлы и их сплавы (медь, латунь, алюминий, сталь). Они могут быть сплошные и сетчатые. Более эффективными являются экраны, изготовленные из проволочной сетки или из тонкой (толщиной 0,01-0,05 мм) алюминиевой, латунной или цинковой фольги.
Экраны из металлической сетки и металлических прутков в виде навесов, козырьков применяют для защиты от излучений промышленной частоты.
Защитные свойства отражающих экранов заключаются в том, что под действием электромагнитного поля в материале экрана возникают вихревые токи (токи Фуко), которые наводят в нем вторичное поле. Амплитуда наведенного поля приблизительно равна амплитуде экранируемого поля, а фазы полей противоположны. Результирующее поле, возникающее в результате сложения двух рассмотренных полей, быстро затухает в материале экрана, проникая в него на малую глубину.
Экраны с металлизированной поверхностью окрашивают специальными красками со стороны падающей электромагнитной волны. В качестве экранов могут применяться различные пленки и ткани с металлизированным покрытием. Для экранирования смотровых окон, окон помещения, потолочных фонарей применяется металлизированное стекло. Такое свойство стеклу придает тонкая прозрачная пленка либо из окислов металлов, чаще всего олова, либо из металлов – меди, никеля, серебра – и их сочетаний. Радиоэкранирующими свойствами обладают практически все строительные материалы.
Экраны должны быть заземлены для обеспечения стекания в землю образующихся на них зарядов.
Поглощающие экраны выполняют из радиопоглощающих материалов, а именно: эластичных или жестких пенопластов, резиновых ковриков, листов поролона или волокнистой древесины, обработанной специальным составом, а также из ферромагнитных пластин. Как поглощающий экран можно рассматривать лес и лесозащитные полосы.
Защита от статического электричества осуществляется путем подбора пар материалов элементов машин, которые взаимодействуют между собой трением, одинаковых или максимально близко расположенных в электростатическом ряду. Другим способом исключения образования зарядов является смешение материалов, которые при взаимодействии с элементами оборудования заряжаются разноименно.
Для устранения зарядов статического электричества используют заземление частей оборудования. Электрическое сопротивление заземлителя может быть повышено до 100 Ом.
Для увеличения интенсивности стекания статических зарядов с поверхностей в воздух помещений последние увлажняют.
Для нейтрализации зарядов статического электричества на поверхностях оборудования, материалов применяются ионизаторы-нейтрализаторы, которые создают вблизи наэлектризованных поверхностей положительные и отрицательные ионы. Ионы, несущие противоположный заряд поверхности, притягиваются к ней и нейтрализуют ее заряд. По принципу действия нейтрализаторы подразделяются:
• на коронного разряда (индукционные и высоковольтные);
• радиоизотопные и аэродинамические.
К средствам индивидуальной защиты (СИЗ) от статического электричества и электрических полей промышленной частоты относят защитные халаты, комбинезоны, очки, спецобувь, заземляющие браслеты.
Материалом для защитных халатов, комбинезонов, фартуков служит специальная ткань, в структуре которой используются тонкие металлические нити, скрученные с хлопчатобумажными. Шлем и бахилы костюма делаются из такой же ткани, но в шлем спереди вшиты очки и специальная проволочная сетка для дыхания. СИЗ должны быть заземлены.
Защита от действия инфракрасного излучения предполагает дистанционное управление процессом; теплоизоляцию поверхности оборудования; устройство защитных экранов, покрытых теплоизоляционными материалами; водяные и воздушные завесы; применение теплозащитных костюмов.
Защита от действия ультрафиолетового облучения: защита расстоянием, экранирование источников излучения и рабочих мест, использование средств индивидуальной защиты, специальная окраска помещений, рациональное размещение рабочих мест.
Наиболее рациональным является экранирование источника излучения. Для экрана применяют материалы и светофильтры, не пропускающие или снижающие интенсивность излучений.
Стены в помещениях окрашивают в светлые тона с добавлением в краску оксида цинка.
Для защиты от ультрафиолетового излучения обязательно применение индивидуальных средств защиты (куртка, брюки, рукавицы, фартук из специальной ткани и щиток со светофильтром, очки со стеклами, содержащими оксид цинка и др.).
Для защиты кожи от УФИ применяют мази, содержащие вещества, служащие светофильтрами для излучений.
Методы защиты от Э-М загрязнения.
Применение специальных приборов, наводящих противо-ЭДС, которая позволяет нейтрализовать нежелательное излучение и минимизировать его негативное воздействие на организм человека.
Максимальное сокращение времени пребывания в зоне действия электромагнитного излучения. Особенно актуален данный вопрос для работников электроэнергетических предприятий, где уровень электромагнитного излучения максимальный.
Существует такое понятие, как охранная зона линий электропередач – расстояние по обе стороны от проводов линий электропередач, в пределах которого не рекомендуется строить жилые дома и различные сооружения, а также заниматься садоводством. Размер охранной зоны ЛЭП варьируется в зависимости от класса напряжения. Например, охранная зона линий электропередач напряжением 35 кВ составляет 15 м, 110 кВ – 20 м, 330 кВ – 30 м.
В охранной зоне линий электропередач степень электромагнитного излучения значительно превышает допустимые значения. Поэтому в данной зоне не рекомендуется строительство жилых зданий и различных сооружений.
Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 500 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
