Электромагнитные излучение и поле
Электромагнитное излучение представляет собой электромагнитные волны, испускаемые ускоренно движущимися электрическими зарядами, возбужденными атомами и молекулами, радионуклидами и другими излучающими системами. В зависимости от длины волны (или частоты колебаний) различают гамма-излучения, рентгеновское излучение, оптическое излучение (инфракрасный и видимый свет, ультрафиолетовое излучение).
Диапазон электромагнитных излучений находится в пределах от ≤ 10 -10 м (гамма-излучение) до 10 м и более (радиоволны). Электромагнитное излучение обладает как волновыми (длина волны или частота, направление распространения), так и корпускулярными (энергия кванта и импульс) свойствами.
По источнику излучения электромагнитные излучения подразделяются на изучение искусственного (антропогенное) и естественного (земные, солнечные, галактические) происхождения. К последним следует также отнести электромагнитные колебания, возникающие при протекании процессов жизнедеятельности на различных уровнях организации живых систем. Особенностью искусственных электромагнитных излучений является их высокая временная и пространственная конкретность, обусловливающая возможность значительной концентрации энергии в узких областях спектра, тогда как для естественных излучений характерен широкий спектр частот.
Электромагнитное поле – особая форма материи, посредством которой электрически заряженные частицы взаимодействуют между собой. Электромагнитная энергия широко используется в радиосвязи, телевидении, радиолокации, для осуществления различных процессов и операций. В медицине энергия электромагнитного поля применяется в физиотерапии, для быстрого снятия гипотермии после операции на открытом сердце, для нагревания крови при трансфузиях.
При воздействии электромагнитного поля на организм человека действующим фактором являются наведенные внутренние поля. Их параметры и распределение в теле человека зависят от частоты электромагнитных колебаний, электрических свойств тканей, формы и размеров тела и его ориентации относительно векторов напряженности электрического и магнитного полей. Электрические свойства тканей в значительной степени определяются частотой воздействующего поля. При одних частотах ткань проявляет свойства проводника, при других – изолятора (диэлектрика). По диэлектрическим свойствам все биологические ткани принято подразделять на две группы: ткани с высоким содержанием воды более 80% (кровь, мышцы, кожа, ткань мозга и др.), и ткани с относительно низким содержанием воды (жировая и костная ткани). Магнитные свойства ткани тела практически такие же как, воздуха, в силу чего напряженность магнитного поля внутри них фактически не отличается от таковой внешнего магнитного поля. Магнитное поле наводит в тканях вихревое электрическое поле индукции, которое в свою очередь вызывает колебания ионов и дипольных молекул среды, что в конечном счете обусловливает поглощение энергии и образование тепла.
Таким образом, поглощение энергии электромагнитного поля в тканях определяется двумя процессами: колебаниями свободных зарядов и дипольных молекул (с частотой воздействующего поля). Оба процесса сопровождаются потерей энергии (первый — за счет электрического сопротивления среды, второй – за счет трения дипольных молекул в вязкой среде) и в результате ведут к нагреву тканей.
Исходя из особенностей взаимодействия электромагнитного поля с биологическими тканями и телом человека в целом, весь спектр излучения радиочастот можно подразделить на 5 участков.
Что касается диапазона частот первого участка (от единиц Гц до 10 кГц), то практическое значение имеют лишь отдельные составляющие его поля – электрическая и магнитная. Тело человека достаточно хорошего проводит электрическую составляющую поля, в связи с чем, внутри него она практически отсутствует.
Энергии электромагнитного поля второго диапазона частот (от 10 кГц до 30 МГц) поглощается преимущественно поверхностными структурами тела.
Максимальное поглощение энергии третьего диапазона частот (от 30 МГц до 10 ГГц) имеет место в случае резонансного поглощения ее при определенном соотношении длины волны и размеров биологического объекта. При этом поглощенная энергия, распределяясь в теле неравномерно, образует области так называемых горячих пятен.
Энергия четвертого диапазона частот (от 10 до 200 ГГц) быстро затухает при прохождении ее через ткани, (энергия проникает в ткань примерно на глубину 0,1 – 0,01 длины волны; удельное поглощение энергии не зависит от размеров и формы тела).
Электромагнитные колебания, относящиеся к пятому диапазону частот (от 200 до 3000 ГГц), поглощаются самыми поверхностными слоями кожи. Вызываемые ими эффекты связывают исключительно с раздражениями рецепторов кожи или с действием на биологически активные точки.
Чем отличается электромагнитное поле от излучения
Видео: Урок 384. Излучение электромагнитных волн.
Электромагнитное излучение против электромагнитных волн
Энергия — одна из основных составляющих Вселенной. Он сохраняется во всей физической вселенной, никогда не создавался и никогда не разрушался, но трансформируется из одной формы в другую. Человеческие технологии, прежде всего, основаны на знании методов манипулирования этими формами для получения желаемого результата. В физике энергия является одним из основных понятий исследования наряду с материей. Электромагнитное излучение впервые объяснил физик Джеймс Кларк Максвелл в 1860-х годах.
Подробнее об электромагнитном излучении
Электромагнитное излучение — одна из многих форм энергии во Вселенной. Электромагнитное излучение возникает из электрического и магнитного полей, соответствующих ускоряющему электрическому заряду. При внимательном изучении электромагнитные волны по своей природе проявляют два типа контрастирующих характеристик. Поскольку он проявляет волнообразное поведение, его называют электромагнитной волной. Он также отображает свойства частиц, поэтому рассматривается как набор (поток) энергетических пакетов (квантов).
Обычно электромагнитные волны излучаются источником по одной из двух причин; то есть механизмы теплового или нетеплового излучения. Тепловое излучение вызывается возбуждением электрических зарядов и полностью зависит от температуры системы. К этой категории относятся физические явления, такие как излучение черного тела, свободное излучение (тормозное излучение) в ионизированных газах и излучение спектральных линий. Нетепловое излучение не зависит от температуры и синхротронное излучение, гиросинхротронное излучение и квантовые процессы относятся к этой категории.
Электромагнитное излучение уносит энергию от источника. Учитывая его частичную природу, он имеет как импульс, так и угловой момент. Энергия и импульс могут передаваться при взаимодействии с материей.
Подробнее об электромагнитных волнах
Электромагнитное излучение можно рассматривать как поперечную волну, в которой электрическое поле и магнитное поле колеблются перпендикулярно друг другу и направлению распространения. Энергия волны находится в электрическом и магнитном полях электромагнитных волн, поэтому для распространения не требуется среда. В вакууме электромагнитные волны распространяются со скоростью света, которая является постоянной (2,9979 x 108 мс-1). Интенсивность / напряженность электрического поля и магнитного поля имеют постоянное соотношение, и они колеблются в фазе (то есть пики и впадины возникают одновременно во время распространения)
Электромагнитные волны имеют частоту и длину волны и удовлетворяют уравнению v = fλ. В зависимости от частоты (или длины волны) электромагнитные волны могут быть расположены в порядке возрастания (или убывания) для создания электромагнитного спектра. В зависимости от частоты электромагнитные волны подразделяются на разные диапазоны. Гамма, X, ультрафиолет (УФ), видимый, инфракрасный (ИК), микроволновый и радиоэлементы являются основными подразделениями в классификации электромагнитного спектра. Свет — это относительно небольшая часть электромагнитного спектра.
В чем разница между электромагнитным излучением и электромагнитными волнами?
Электромагнитное излучение — это форма энергии, которая возникает за счет ускоряющих зарядов, тогда как электромагнитная волна — это модель, используемая для объяснения поведения излучения.
(Просто волновая модель применяется к излучению, чтобы объяснить его поведение, поэтому оно называется электромагнитной волной)
Что такое электромагнитное излучение и как оно влияет на человека
Электромагнитное излучение – это колебания электрического и магнитного полей. Скорость распространения в вакууме равна скорости света (около 300 000 км/с). В других средах скорость распространения излучения меньше.
Электромагнитное излучение классифицируется по частотным диапазонам. Границы между диапазонами весьма условны, в них нет резких переходов.
- Видимый свет. Это самый узкий диапазон во всем спектре. Человек может воспринимать только его. Видимый свет сочетает в себе цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. За красным цветом находится инфракрасное излучение, за фиолетовым – ультрафиолетовое, но они уже не различимы человеческим глазом.
Волны видимого света очень короткие и высокочастотные. Длина таких волн – одна миллиардная часть метра или один миллиард нанометров. Видимый свет от Солнца – своеобразный коктейль, в котором смешаны три основных цвета: красный, желтый и синий.
- Ультрафиолетовое излучение – часть спектра между видимым светом и рентгеном. Ультрафиолетовое излучение используется для создания световых эффектов на сцене театра, дискотеках; банкноты некоторых стран содержат защитные элементы, видимые только при ультрафиолете.
- Инфракрасное излучение является частью спектра между видимым светом и короткими радиоволнами. Инфракрасное излучение – это скорее тепло, чем свет: каждое нагретое твердое или жидкое тело испускает непрерывный инфракрасный спектр. Чем выше температура нагревания, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения.
- Рентгеновское излучение (рентген) . Волны рентгеновского излучения обладают свойством проходить сквозь вещество и не поглощаться слишком сильно. Видимый свет такой способностью не обладает. Благодаря рентгену некоторые кристаллы могут светиться.
- Гамма-излучение – это наиболее короткие электромагнитные волны, которые проходят сквозь вещество без поглощения: они могут преодолеть однометровую стену из бетона и свинцовую преграду толщиной в несколько сантиметров.
ВАЖНО! Необходимо избегать рентгеновского и гаммы-излучений, так как они представляют для человека потенциальную опасность.
Шкала электромагнитных излучений
Процессы, происходящие в космосе, и объекты, которые там находятся, порождают электромагнитные излучения. Шкала волн является методом регистрации электромагнитных излучений.
Детальная иллюстрация спектрального диапазона представлена на рисунке. Границы на такой шкале условны.
Основные источники электромагнитного излучения
- Линии электропередач. На расстоянии 10 метров они создают угрозу для здоровья человека, поэтому их размещают на большой высоте либо закапывают глубоко в землю.
- Электротранспорт. Сюда входят электрокары, электрички, метро, трамваи и троллейбусы, а также лифты. Самым вредным воздействием обладает метро. Лучше передвигаться пешком или на собственном транспорте.
- Спутниковая система. К счастью, сильное излучение, сталкиваясь с поверхностью Земли, рассеивается, и до людей долетает только малая часть опасности.
- Функциональные передатчики: радары и локаторы. Они излучают электромагнитное поле на расстоянии 1 км, поэтому все аэропорты и метеорологические станции размещаются как можно дальше от городов.
Излучение от бытовых электроприборов
Широко распространенными источниками электромагнитного излучения являются бытовые приборы, которые находятся у нас дома.
- Мобильные телефоны. Излучение от наших смартфонов не превышает установленные нормы, но когда мы звоним кому-то, после набора номера идет соединение базовой станции с телефоном. В этот момент сильно превышается норма, так что подносите телефон к уху не сразу, а через несколько секунд после набора номера.
- Компьютер. Излучение также не превышает норму, но при длительной работе СанПин рекомендует каждый час делать перерыв на 5-15 минут.
- Микроволновая печь. Корпус микроволновки создает защиту от излучений, но не на 100%. Находиться рядом с микроволновкой – опасно: излучение проникает под кожу человека на 2 см, запуская патологические процессы. Во время работы СВЧ-печи соблюдайте расстояние в 1-1,5 метра от нее. . Современные плазменные телевизоры не представляют большой опасности, а вот старых с кинескопами стоит опасаться и держаться на расстоянии минимум 1,5 м.
- Фен. Когда фен работает, он создает электромагнитное поле огромной силы. В это время мы сушим голову достаточно долго и держим фен близко к голове. Чтобы снизить опасность, пользуйтесь феном максимум 1 раз в неделю. Суша волосы вечером, вы можете вызвать бессонницу.
- Электробритва. Вместо нее приобретите обычный станок, а если привыкли – электробритву на аккумуляторе. Это в значительной мере снизит электромагнитную нагрузку на организм.
- Зарядные устройства создают поле во все стороны на расстоянии 1 м. Во время зарядки вашего гаджета не находитесь близко к нему, а после зарядки отсоедините устройство из розетки, чтобы излучения не было.
- Электропроводка и розетки.Кабеля, отходящие от электрощитов, представляют особую опасность. Расстояние от кабеля до спального места должно быть минимум 5 метров.
- Энергосберегающие лампы также излучают электромагнитные волны. Это касается люминесцентных и светодиодных ламп. Установите галогеновую лампу или лампу накаливания: они ничего не излучают и не представляют опасности.
Установленные нормы ЭМИ для человека
Каждый орган в нашем теле вибрирует. Благодаря вибрации вокруг нас создается электромагнитное поле, содействующее гармоничной работе всего организма. Когда на наше биополе воздействуют другие магнитные поля, это вызывает в нем изменения. Иногда организм справляется с влиянием, иногда – нет. Это становится причиной ухудшения самочувствия.
Даже большое скопление людей создает электрический заряд в атмосфере. Полностью изолироваться от электромагнитного излучения невозможно. Есть допустимый уровень ЭМИ, который лучше не превышать.
Вот безопасные для здоровья нормы:
- 30-300 кГц, возникающие при напряженности поля 25 Вольт на метр (В/м),
- 0,3-3 МГц, при напряженности 15 В/м,
- 3-30 МГц – напряженность 10 В/м,
- 30-300 МГц – напряженность 3 В/м,
- 300 МГц-300 ГГц – напряженность 10 мкВт/см 2 .
При таких частотах работают гаджеты, радио- и телеаппаратура.
Воздействие электромагнитных лучей на человека
Нервная система чрезвычайна чувствительна к влиянию электромагнитных лучей: нервные клетки уменьшают свою проводимость. В результате ухудшается память, притупляется чувство координации.
При воздействии ЭМИ на человека не только подавляется иммунитет – он начинает атаковать организм.
ВАЖНО! Для беременных женщин электромагнитное излучение представляет особую опасность: снижается скорость развития плода, появляются дефекты в формировании органов, велика вероятность преждевременных родов.
Защита от электромагнитных излучений
- Если вы проводите много времени за компьютером, запомните одно правило: расстояние между лицом и монитором должно быть около метра.
- Уровень электромагнитного излучения бытовой техники, которую вы покупаете, не должен доходить до отметки «минимум». Обратитесь к продавцу-консультанту. Он поможет выбрать наиболее безопасную технику.
- Ваша кровать не должна находиться рядом с местом, где проложена электропроводка. Расположите спальное место в противоположном конце комнаты.
- Установите защитный экран на компьютер. Он выполнен в виде мелкой металлической сетки и действует по принципу Фарадея: вбирает в себя все излучение, защищая пользователя.
- Сократите пребывание в электрифицированном общественном транспорте. Отдавайте предпочтение пешей ходьбе, велосипеду.
Как проверить уровень электромагнитного излучения в домашних условиях
Точно обрисовать, как обстоят дела с электромагнитным излучением в вашем доме, могут только специалисты. Когда в службу СЭС поступает объявление о превышении допустимой нормы ЭМИ, на место выезжают работники со специальными приборами, позволяющими получить точные данные. Показатели обрабатываются. Если они завышены, предпринимаются определенные меры. Первым делом выясняют причину неполадки. Это может быть ошибка в строительстве, проектировании, неправильная эксплуатация.
Электромагнитные поля и излучения
Электромагнитные поля занимают весьма широкий частотный спектр и включает в себя неионизирующие и ионизирующие излучения. Электромагнитные поля разной частоты несут разную энергию и по-разному действуют на вещество биологических тканей организма человека. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят электромагнитные поля (ЭМП), энергия которых недостаточна для ионизации материи.
К источникам ЭМП промышленной частоты (50 Гц) относят линии электропередачи (ЛЭП) с напряжением до 1150 кВ, открытые распределительные устройства, включающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы. Длительное действие таких полей на человека напряжением выше даже 400 кВ уже приводит к функциональным нарушениям центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, к изменениям состава крови, которые субъективно выражаются в головной боли, вялости, расстройстве сна, снижении памяти, повышенной раздражительности, апатии.
Нормирование ЭМП промышленной частоты осуществляется по предельно допустимым уровням напряженности электрического Е, В/м и магнитного Я, А/м полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем и регламентируется СапПиН 2.2.4.1191—03 «Электромагнитные поля в производственных условиях».
Основные требования к обеспечению безопасности населения от электрического поля промышленной частоты, создаваемого системами передачи и распределения электроэнергии, изложены в Санитарных нормах и правилах «Защита населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты» № 2971—84. В качестве предельно допустимых уровней приняты следующие значения напряженности электрического поля:
- — внутри жилых зданий — 0,5 кВ/м;
- — на территории жилой застройки — 1 кВ/м;
в населенной местности, вне зоны жилой застройки (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа, в пределах поселковой черты этих пунктов), а также на территории огородов и садов — 5 кВ/м;
- — на участках пересечения воздушных линий (ВЛ) с автомобильными дорогами I—IV категорий — 10 кВ/м;
- — в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и частично посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья) — 15 кВ/м;
- — в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения — 20 кВ/м.
Кроме электрических полей промышленной частоты, на работающих воздействуют периодические магнитные поля (МП) промышленной частоты 50 Гц, которые образуются вблизи выводов генераторов, токопро- водов, силовых трансформаторов и т.д., в электроустановках, работающих на токе любого напряжения.
Согласно современным представлениям основным механизмом биологического действия МП являются вихревые токи, которые индуцируются им в теле человека. При этом реакции организма имеют неспецифический характер, проявляющийся в возникновении изменений функционального состояния нервной, сердечно-сосудистой, иммунной систем.
Интенсивность воздействия МП определяется напряженностью Я, А/м или магнитной индукцией В, Тл.
Регламентацию МП на человека, согласно СанПиН 2.2.4.1191—03 «Электромагнитные ноля в производственных условиях», производят на основании интенсивности и продолжительности воздействия. Предельно допустимые уровни МП устанавливают в зависимости от длительности пребывания персонала в зоне МП для условий общего (па все тело) и локального (на конечности) воздействия (табл. 3.11).
Таблица 3.11
Предельно допустимые уровни периодического МП
Время пребывания, ч
Допустимые уровни МП, Н (А/м)/В (мкТл)
Для длительного воздействия ЭМИ различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств ЦНС с нерезко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови, что выражается в головных болях, колебаниях давления, урежении пульса, изменении возбудимости анализаторов, быстром развитии утомления и возможных трофических нарушениях (выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела). В пределах радиоволнового диапазона доказана наибольшая биологическая активность микроволнового СВЧ-поля в сравнении с ВЧ и УВЧ.
Определенное беспокойство у специачистов в области электромагнитной безопасности человека вызывают сотовые телефоны и компьютеры, а также разнообразные радиоэлектронные и электрические бытовые приборы.
В настоящее время имеются данные, свидетельствующие о том, что ЭМИ следует рассматривать как один из факторов риска в развитии атеросклероза, гипертонии болезней сердца, депрессии, мышечной атрофии и др.
Нормирование ЭМИ радиочастотного диапазона для производства проводится по СанПиН 2.2.4.1191—03 «Электромагнитные поля в производственных условиях». В диапазоне частот > 10—30 кГц это осуществляется раздельно по напряженности электрического (?), В/м, и магнитного (Я), А/м, полей в зависимости от времени воздействия. ПДУ напряженности электрического и магнитного поля в производственных условиях при воздействии в течение всей смены составляет 500 В/м и 50 А/м соответственно. ПДУ напряженности электрического и магнитного поля при продолжительности воздействия до двух часов за смену составляет 1000 В/м и 100 А/м соответственно.
ЭМП диапазона частот > 30 кГц — 300 ГГц нормируются по величине энергетической экспозиции (ЭЭ), напряженности электрического (Е) и магнитного (Я) полей и плотности потока энергии (ПИЭ).
Энергетическая экспозиция рассчитывается по формулам
где Т — время воздействия за смену, ч.
Энергетическая экспозиция в диапазоне частот > 300 МГц — 300 ГГц рассчитывается по формуле
ПДУ параметров ЭМП на рабочих местах за смену представлены в табл. 3.12.
Таблица 3.12
Предельно допустимые значения параметров ЭМП
Диапазоны частот, МГц
ЭЭппэ» (мкВт/ см 2 ) • ч
Окончание табл. 3.12
Диапазоны частот, МГц
ЭЭПпэ> (мкВт/ см 2 ) • ч
- 1000;
- 5000*
* при локальном облучении кистей рук.
Для случаев облучения от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (вращающиеся и сканирующие антенны с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 20) и локального облучения рук предельно допустимый уровень плотности потока энергии для соответствующего времени облучения (ППЭПдУ) рассчитывается по формуле
где k — коэффициент снижения биологической активности воздействий (k = = 10 — для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн; k = = 12,5 — для случаев локального облучения кистей рук (при этом уровни воздействия на другие части тела не должны превышать 10 мкВт/см 2 )).
Нормирование ЭМП диапазона радиочастот для селитебных территорий производится на основании Санитарно-эпидемиологические правил и нормативов СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383—03 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов».
Инфракрасное излучение (ИК) — часть электромагнитного спектра с длиной волны А. = 0,78—1000 мкм, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект. С учетом особенностей биологического действия ИК-диапазон спектра подразделяют на три области: И К-А (0,78—1,4 мкм), ИК-В (1,4—3,0 мкм) и ИК-С (3,0—1000 мкм). Наиболее активно коротковолновое ИК-излучение, способное глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться жидкостями тканей организма.
Наиболее поражаемые у человека органы — кожный покров (ожоги, пигментации кожи) и органы зрения (коныоктивы, помутнение и ожог тканей глаза, катаракта). ИК-излучение способно воздействовать и на обменные процессы в миокарде, водно-электролитный баланс в организме, на состояние верхних дыхательных путей (развитие хронического ларингита, ринита, синуситов); возможен также мутагенный эффект облучения.
Нормирование ИК-излучения осуществляется по интенсивности допустимых интегральных потоков излучения с учетом спектрального состава, размера облучаемой площади, защитных свойств спецодежды для продолжительности действия более 50% смены.
Видимое (световое) излучение — диапазон электромагнитных колебаний с длиной волны 0,4—0,78 мкм при достаточных уровнях энергии также может представлять опасность для кожных покровов и органа зрения, механизмов регуляции обменных процессов, сердечной мышцы с развитием дистрофии миокарда и атеросклероза.
Ультрафиолетовое излучение (УФИ) — спектр электромагнитных колебаний с длиной волны 0,39—0,315 мкм. По биологическому эффекту выделяют три области У ФИ: УФ-Л с длиной волны 0,39—0,315 мкм и сравнительно слабым биологическим действием; УФ-В с длиной волны 0,315—0,28 мкм, обладающим выраженным загарным и антирахитическим действием; УФ-С с длиной волны 0,28—0,2 мкм с выраженным бактерицидным действием.
Естественное У ФИ, составляющее приблизительно 5% потока солнечного излучения, — жизненно необходимый фактор, оказывающий благотворное стимулирующее действие на организм (активизирует деятельность сердца, обмен веществ, повышает активность дыхания, улучшает кроветворение) и понижающий его чувствительность к некоторым вредным воздействиям за счет интенсификации окисления и выведения вредных веществ (марганца, ртути, свинца) из организма. К сожалению, загрязнение атмосферы больших городов понижает ее прозрачность для У ФИ, ограничивая его благотворное влияние на население.
У ФИ искусственных источников (электросварочных дуг, плазмотронов) может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений (электроофтальмия, катаракта, эритема кожи лица и век) с кумуляцией биологических эффектов при повторном воздействии.
В комбинации У ФИ с химическими веществами наблюдается явление фотосенсибилизации — повышенной чувствительности организма к свету с развитием фотот оксических и фотоаллергических реакций; возможен также канцерогенный эффект УФИ для кожи, что зависит от дозы регулярного УФ-облучения и некоторых других сопутствующих факторов (диеты, приема лекарственных препаратов, температуры кожи).
Гигиеническое нормирование УФИ в производственных помещениях осуществляется но СН 2.2.4-13-45—2005 «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения производственных источников», устанавливающим допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волн при условии защиты органов зрения и кожи.
Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при незащищенных участках кожи не более 0,2 м 2 (лицо, шея, кисти рук и др.) общей продолжительностью воздействия излучения 50% рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должна превышать 10 Вт/м 2 для области УФ-Л и 0,01 Вт/м 2 — для области УФ-В. Излучение в области УФ-С при указанной продолжительности не допускается.
При использовании специальной одежды и средств защиты лица и рук, не пропускающих излучение (кожа, ткани с пленочным покрытием и т.п.), допустимая интенсивность облучения в областях УФ-В и УФ-С не должна превышать 1 Вт/м 2 .
Лазерное излучение (ЛИ) представляет собой особый вид излучения, охватывающий по длине волны почти весь оптический диапазон электромагнитных волн — от ультрафиолетового до дальней инфракрасной области спектра. Световой пучок излучения лазера монохроматичен, когерентен и обладает высокой степени направленности, что позволяет получить большую плотность потока мощности на облучаемой поверхности (10 11_ 10 14 Вт/см 2 ), в связи с чем опасность в той или иной степени характерна как для прямого, так и отраженного и рассеянного ЛИ. Взаимодействие ЛИ с тканями в зависимости от его режима сопровождается различными эффектами (тепловой, фотохимический, ударно-акустический и др.), зависящими от длины волны, длительности и частоты импульса, площади облучаемого участка, а также от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов. Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны с преобладанием тепловых эффектов, следствием которых может стать широкий спектр последствий — от покраснения кожи до испарения биоткани.
Прямое лазерное излучение дальней инфракрасной области в импульсном режиме способно проникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы.
Это связано с преобразованием энергии излучения в энергию механических колебаний с образованием ударной волны, вызывающей повреждения глубоких тканей (брюшной полости, внутричерепного пространства и др.).
Наибольшую опасность лазерное излучение представляет для глаза из-за способности его оптической системы увеличивать плотность энергии на глазном дне более чем в 6 • 10 1 раз но отношению к роговице. Степень повреждения глаза может изменяться от слабых ожогов сетчатки до полной потери зрения.
Длительное хроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения вызывает неспецифические, преимущественно вегетативно- сосудистые нарушения.
При нормировании ЛИ в соответствии с СанПиН 5804—91 «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» устанавливают предельно допустимые уровни ЛИ для двух условий облучения — однократного и хронического, для трех диапазонов длин волн: 180—300, 380—1400, 1400—100000 нм. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция Н и облученность Е.
Ионизирующее излучение — это потоки элементарных частиц и квантов электромагнитного поля, которые при движении через вещество ионизируют его атомы и молекулы, что вызывает в организме цепочку обратимых и необратимых изменений, состоящую в нарушении биохимических процессов в организме, замедлении и прекращении роста тканей, возникновении новых химических соединений, не свойственных организму, и приводит к нарушению деятельности отдельных функций и систем организма. Следствием этого может быть целый ряд заболеваний (лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).
Степень воздействия радиации зависит от того, является ли облучение внутренним (при попадании радиоактивного изотопа внутрь организма) или внешним. Внутреннее облучение возможно при вдыхании, заглатывании радиоизотопов и проникновении их в организм через кожу.
Некоторые радиоактивные вещества поглощаются и накапливаются в конкретных органах, что приводит к высоким локальным дозам радиации. Кальций, радий, стронций и др. накапливаются в костях, изотопы йода вызывают повреждение щитовидной железы, редкоземельные элементы вызывают преимущественно опухоли печени. Равномерно распределяются изотопы цезия, рубидия, вызывая угнетение кроветворения, атрофию семенников, опухоли мягких тканей. При внутреннем облучении наиболее опасны альфа-излучающие изотопы полония и плутония.
Специфика действия ионизирующего излучения на биологические объекты состоит в том, что эффекты развиваются в течение разных промежутков времени: от нескольких секунд до многих часов, дней, лет.
Способность вызывать отдаленные последствия: лейкозы, злокачественные новообразования, раннее старение — одно из коварных свойств ионизирующего излучения.
Основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия, является поглощенная доза ионизирующего излучения, единицей измерения которой в системе СИ является грей (Гр).
Острые поражения развиваются при однократном равномерном гамма- облучении всего тела. При поглощенной дозе 0,25—0,5 Гр наблюдаются временные, быстро проходящие изменения в крови. В интервале дозы 0,5—1,5 Гр возникают чувство усталости и умеренные изменения в крови, при 1,5—2,0 Гр наблюдается легкая форма острой лучевой болезни, которая проявляется продолжительной лимфопенией, при 2,5—4,0 Гр возникает лучевая болезнь средней тяжести (тошнота, резкое снижение лейкоцитов в крови, подкожные кровоизлияния, возможен смертельный исход через 2—6 недель после облучения), при 4,0—6,0 Гр развивается тяжелая форма лучевой болезни, приводящая в 50% случаев к смерти в течение первого месяца, при превышении 6,0 Гр развивается крайне тяжелая форма лучевой болезни, которая почти в 100% случаев заканчивается смертью вследствие кровоизлияния или инфекционных заболеваний. Хроническая лучевая болезнь в виде изменений в крови, локальных поражений кожи, поражения хрусталика, пневмосклероза, снижения иммунореактивности организма может развиться при непрерывном или повторяющемся облучении в дозах, существенно ниже, вызывающих острую форму.
Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливаются нормативным документом СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)» для следующих категорий облучаемых лиц:
- • персонал — лица, работающие с техногенными источниками (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);
- • вес население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.
Для категорий облучаемых лиц устанавливают три класса нормативов: основные пределы доз (ПД), допустимые уровни, соответствующие основным пределам доз, и контрольные уровни.