ЭМП радиочастот, являясь по своей природе колебательным процессом, распространяются в пространстве в виде электромагнитных волн и характеризуются следующими основными физическими параметрами: длиной волны, скоростью ее распространения и частотой колебания. Эти параметры можно представить в виде соотношения:
Следовательно, при известной длине волны можно определить частоту колебаний и, наоборот, зная частоту, нетрудно рассчитать длину волны.
В зависимости от частоты и длины волны выделяют различные диапазоны электромагнитных колебаний.
Волновые (или частотные) характеристики источника ЭМП можно установить, ознакомившись с его техническим паспортом. Знание этих сведений необходимо при гигиенической оценке ЭМП. Волновыми параметрами той или иной установки определяются осо-
бенности формирования ЭМП, а следовательно, и электромагнитной обстановки, в которой осуществляется деятельность обследуемых контингентов. Электромагнитная обстановка изменяется по мере удаления от источника излучения.
ЭМП вокруг любого источника условно разделяют на три зоны: ближнюю — зону индукции; промежуточную — зону интерференции; дальнюю — волновую зону, или зону излучения.
В зоне индукции электромагнитная волна еще не сформирована, нет определенной зависимости между ее электрической (Е) и маг- нитной (Н) составляющими (Е φ 377 Н). Их векторные величины смещены по фазе на 90?, т.е. находятся в противофазе. При этом на работающего может воздействовать только электрическое или только магнитное поле, либо оба поля одновременно. В связи с этим в зоне индукции определяют отдельно напряженность электрической (Е, В/м) и магнитной (Н, А/м) составляющих.
В том случае, если геометрические размеры источника излучения меньше длины волны (точечный источник), граница зоны индукции составляет R <λ/2π, т.е. приблизительно меньше 1/6 длины волны.
В волновой зоне электромагнитная волна сформирована, напряженности электрической и магнитной составляющих совпадают по фазе и находятся в определенной зависимости (Е = 377 Н). На организм работающего возможно только одновременное воздействие электрического и магнитного полей. При этом, как правило, измеряют плотность потока энергии (ППЭ) в ваттах на квадратный метр (Вт/м2) или производных единицах: милливаттах и микроваттах на квадратный сантиметр (мВт/см2, мкВт/см2).
Плотность потока энергии связана с напряженностью электрического поля следующим образом: ППЭ = E2/377.
Граница волновой зоны вокруг источника излучения определяется следующим расстоянием: R >2πλ.
На рис. 7.1. представлен внешний вид прибора ПЗ-33.
Контроль за источниками ЭМП в организациях осуществляется органами Госсанэпиднадзора, а также юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями в порядке проведения производственного контроля. Основным методом контроля является инструментальное измерение уровней ЭМП. Перечень приборов, нормируемые характеристики и единицы измерения приведены в табл. 7.1.
Рис. 7.1. Измеритель плотности потока энергии электромагнитного поля ПЗ-33
Предназначен для измерения плотности потока энергии (ППЭ) в режиме непрерывной генерации при проведении контроля уровней электромагнитного поля.
В качестве датчика ППЭ используется всенаправленная широкополосная антенна с телескопической рукояткой.
Программное обеспечение работы предоставляет широкие потребительские возможности для пользователей:
• определение полной экспозиционной дозы облучения за время измерения,
• проведение длительных серий измерений с запоминанием результатов измерений в серии и возможностью последующего считывания их из памяти;
• возможность передачи данных по стандартному RS 232 — интерфейсу в персональный компьютер с последующим редактированием их (добавление комментариев, заключения и пр.) и распечаткой в форме протокола измерений.
Технические характеристики: диапазон частот: от 0,3 до 4 ГГц; диапазон измеряемых ППЭ: от 0,1 до250мкВт/см2; погрешность измерения ППЭ: ?3 дБ; по рабочим условиям применения относится к группе 3 по ГОСТ 22261-94: температура окружающего воздуха: от +5 до + 40?С; относительная влажность воздуха: 90\% (при температуре +25?С); атмосферное давление: 70…106,7 (537…800) кПа (мм рт.ст.); вес: не более 0,55 кг (производитель: Приборостроительная компания «НТМ-Защита»).
В диапазонах НЧ, СЧ, ВЧ и ОВЧ (5-8-й диапазоны) рабочее место оператора, как правило, находится в зоне индукции, где отдельно измеряют напряженность электрической и магнитной составляющих. С этой целью используют приборы типа ПЗ-15, МРМ-1 и др. Принцип их действия и конструкция схожи.
Для измерения электрической составляющей к прибору присоединяют дипольную антенну, а магнитной — рамочную. Изменяя направление той или иной антенны, добиваются получения максимального показания прибора.
При обслуживании установок с диапазоном генерируемых частот УВЧ, СВЧ, КВЧ (9-11-й диапазоны) рабочее место оператора находится в волновой зоне. В связи с этим ЭМП оценивают с помощью величины плотности потока энергии (ППЭ). Для этого используют специальные приборы типа ПЗ-9, ПЗ-13 и др. Диапазон измеряемых частот — 150-16700 МГц, ППЭ — 0,02-316 МВт/см2.
Контроль за источниками ЭМП осуществляют в соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях».
Перед проведением инструментального контроля ЭМП прежде всего необходимо правильно определить точки замеров. При этом следует учитывать, что измерения необходимо проводить на постоянных рабочих местах (или в рабочих зонах при отсутствии постоянных рабочих мест) персонала, непосредственно занятого обслуживанием источников ЭМП, а также в местах непостоянного (возможного) пребывания персонала и лиц, не связанных с обслуживанием установок генерирующих ЭМП.
При проведении измерений ЭМП в окружающей среде при выборе точек замеров ЭМП учитывают особенности местной ситуации и диаграммы направленности антенны (главные, боковые и задние лепестки).
В каждой точке, выбранной для контроля ЭМП, измерения проводят по 3 раза на различных высотах: в производственных и других помещениях — на высоте 0,5; 1,0 и 1,7 м (для позы стоя) и 0,5; 0.8; 1,4 м (при рабочей позе сидя) от опорной поверхности. Полученные при этом значения ЭМП не должны отличаться друг от друга более чем на 15-20\%.
Во время измерений установки ЭМП должны быть включены на рабочие режимы. Для предупреждения искажения картины поля в зоне проведения измерений не должны находиться лица, не занятые
Таблица 7.1. Основные характеристики приборов, рекомендуемых для измерения интенсивности ЭМП радиочастот
их выполнением, а расстояние от антенны (датчики измерительных приборов) до металлических предметов должно быть не меньше, чем указано в технических паспортах этих приборов.
Из трех значений ЭМП, полученных на каждой высоте, вычисляют среднюю арифметическую величину, которую вносят в протокол измерений.
В практике встречаются ситуации, когда в обследуемое помещение или окружающую среду одновременно поступают излучения различных частотных диапазонов, для которых установлены разные санитарные нормативы. В этом случае измерения проводят отдельно для каждого источника при выключенных остальных. При этом суммарная интенсивность поля от всех источников в исследуемой точке должна удовлетворять следующему условию:
В том случае, когда в обследуемое пространство поступают ЭМП не от одного, а от нескольких источников, для диапазона получаемых частот которых установлен один и тот же норматив, результирующую величину напряженности определяют по формуле:
Аналогичные условия необходимо соблюдать при определении магнитной напряженности и плотности потока энергии.
При проведении измерения ЭМП диапазонов УВЧ, КВЧ, СВЧ необходимо пользоваться защитными очками и одеждой.
Повторные измерения ЭМП необходимо проводить строго в тех же точках, что и при первичном обследовании. Периодичность конт- роля уровней ЭМП определяется электромагнитной ситуацией объекта, но не реже раза в 3 года.
Оценку интенсивности ЭМП радиочастот проводят в соответствии с СанПиН 2.2.4.1101-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях». Оценку воздействия ЭМИ РЧ осуществляют по энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека. В диапазоне частот 30 кГц — 300 МГц интенсивность ЭМИ РЧ определяется напряженностью электрического (Е, В/м) и магнитного (Н, А/м) полей — зона индукции. В диапазоне 300 МГц — 300 ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается плотностью потока энергии (ППЭ, Вт/м2, мкВт/см2) — волновая зона.
Энергетическая экспозиция (ЭЭ) ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 кГц — 300 МГц определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека. Энергетическая экспозиция, создаваемая электрическим полем, равна ЭЭЕ = Е2 ? Т и выражается в (В/м2) ? ч. Энергетическая экспозиция, создаваемая магнитным полем, равна ЭЭН = Н2 ? Т и выражается в (А/м2) ? ч.
В случае импульсно-модулированных колебаний оценку проводят по средней (за период следования импульса) мощности источни- ка ЭМИ РЧ и соответственно средней интенсивности ЭМИ РЧ.
Согласно СанПиН 2.2.2.1191-03, энергетическая экспозиция за рабочий день (смену) не должна превышать значений, указанных в табл. 7.2.
Максимальные допустимые уровни напряженности электрического и магнитного полей, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в табл. 7.3.
Для случаев локального облучения кистей рук при работе с микрополосковыми устройствами предельно допустимые уровни воз- действия определяют по формуле:
где: К1 — коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 12,5 (10,0 — с перемещающейся диаграммой излучения).
При этом ППЭ на кистях не должна превышать 5000 мкВт/см2.
Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ нужно определять исходя из предположения, что воздействие происходит в течение всего рабочего дня (смены).
Таблица 7.2. Предельно допустимые значения энергетической экспозиции (ЭЭ)
Таблица 7.3. Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМП диапазона частот 30 кГц — 300 ГГц
Примечание. * Для условий локального облучения кистей рук.
Источники ЭМИ РЧ должны размещаться в производственных помещениях с учетом недопустимости повышенного электромагнит- ного воздействия на соседние рабочие места, помещения, здания и прилегающие территории.
Площадь и кубатура производственных помещений, вентиляция, освещенность, уровни физических, химических и иных факторов, другие гигиенические показатели и характеристики должны соот- ветствовать установленным для этих показателей санитарным нормам и правилам.
На основании результатов измерений интенсивности ЭМИ РЧ (в случае превышения их ПДУ) врач по гигиене труда совместно с инженерно-техническим персоналом предприятия должен разработать и обосновать систему оздоровительных мероприятий, в частности предложить наиболее эффективные экранирующие материалы (табл. 7.4).
Эффективность экранирующих устройств определяется электрическими и магнитными свойствами материала, из которого изготовлен экран, его конструкцией, геометрическими размерами и частотой излучения.
Экранирование источников ЭМП радиочастот или рабочих мест должно осуществляться посредством отражающих или поглощающих экранов (стационарных или переносных). Отражающие экраны выполняются из металлических листов, сетки, металлизированных тканей на основе синтетических волокон или любых других материалов, имеющих высокую электропроводность. Поглощающие экраны выполняются из специальных материалов, обеспечивающих погло- щение энергии ЭМП соответствующей частоты (длины волны).
Индивидуальные средства защиты (защитная одежда) должны изготавливаться из металлизированной ткани (или любой другой ткани с высокой электропроводностью) и иметь сертификат качества. Защитная одежда включает в себя: комбинезон или полукомбинезон, куртку с капюшоном, жилет, фартук, средства защиты для лица, рукавицы (или перчатки), обувь. Все части защитной одежды должны иметь между собой электрический контакт.
Защитные лицевые щитки и стекла, используемые в защитных очках, изготавливаются из прозрачного материала, обладающего защитными свойствами.
Эффективность средств защиты определяется по степени ослабления интенсивности ЭМП, выражающейся коэффициентом экра-
Таблица 7.4. Экранирующие материалы для изготовления средств защиты от ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30 МГц — 40 ГГц
нирования (коэффициентом поглощения или отражения), и должна обеспечивать снижение уровня излучения до безопасного.
Оценка безопасности и эффективности применения средств защиты проводится в испытательных центрах (лабораториях), аккредито- ванных в установленном порядке.
Контроль эффективности коллективных средств защиты на рабочем месте проводится не реже раза в 2 года, а индивидуальных — не реже раза в год.
В целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений состояния здоровья работники, подвергающиеся воздействию ЭМИ РЧ, должны проходить предварительные (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры.
Лица, не достигшие 18-летнего возраста, и беременные женщины допускаются к работе в условиях воздействия ЭМП только в случаях, когда их интенсивность на рабочих местах не превышает предельно допустимых уровней, установленных для населения.
Все лица с начальными клиническими проявлениями нарушений, обусловленных воздействием ЭМИ РЧ (астенический, астено-вегета- тивный, гипоталамический синдромы), а также с общими заболеваниями, тяжесть которых может увеличиваться под влиянием данного фактора (болезни ЦНС, эндокринной системы, гипертоническая болезнь и др.), должны находиться под наблюдением с проведением соответствующих гигиенических и терапевтических мероприятий, направленных на оздоровление труда и восстановление здоровья работающих. Переводу на работу, не связанную с воздействием ЭМИ РЧ, подлежат женщины в период беременности и кормления ребенка грудью.