Защита от ультра- и инфразвука
Звуковые колебания с частотой более 16-20 кГц называют ультразвуковыми.
В последние десятилетия ультразвуковая энергия получила широкое применение в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний, в промышленности для очистки деталей, прошивки мелких отверстий, сварки миниатюрных узлов, ускорения химических реакций и электролитических процессов, в сельском хозяйстве для обработки семян перед посевом и др.
Плотность энергии ультразвуковых колебаний и волн в миллионы раз больше плотности звуковой энергии слышимых звуков, поэтому они сильнее воздействуют на организм человека.
Систематическое воздействие на человека ультразвука больших уровней (100-120 дБ) может вызвать быструю утомляемость, боль в
ушах, головную боль, функциональные нарушения нервной и сердечно-сосудистой систем, изменение давления, состава и свойств крови.
Ультразвук может действовать на человека как через воздушную, так и через жидкую и твердую среду.
Допустимые уровни звукового давления в среднегеометрических частотах соответственно равны:
12 500 Гц
| 75 дБ
| 16 000 Гц
| 85 дБ
| 20 000 Гц и выше
| 110 дБ
|
Вредное воздействие ультразвука на организм человека может быть устранено или снижено путем повышения рабочих частот, исключения паразитного излучения звуковой энергии, применения звукоизолирующих кожухов и экранов, механизации и автоматизации процессов, использования дистанционного управления ультразвуковыми технологическими установками. Важное значение имеют организационно-планировочные мероприятия (обучение, инструктаж, рационализация режима труда и отдыха и др.).
Используемые для защиты от ультразвука кожухи и экраны изготавливаются из листовой стали, дюралюминия (толщиной 1 мм), текстолита или гетинакса (толщиной 5 мм), эластичные кожухи — из нескольких слоев резины общей толщиной 3-5 мм. Экраны могут быть прозрачными.
Защита от действия ультразвука при контактном воздействии состоит в принятии мер, позволяющих исключить контакт работающего с источником. Так, загрузку и выгрузку изделий следует производить при выключенном источнике ультразвука, а в случаях, когда выключение установки нежелательно, применяют специальные приспособления и индивидуальные средства защиты (ручки с виброизолирующим покрытием, резиновые перчатки и др.).
Инфразвук — это упругие волны, аналогичные звуковым, низкой частоты, не слышимые человеком. За верхнюю границу инфразвуко- вой области принимают частоты 16-20 Гц.
Инфразвуковые колебания в природе генерируются землетрясениями, извержениями вулканов, морскими бурями и штормами. Они содержатся в шуме атмосферы и леса. Их источниками являются также грозовые разряды, взрывы и орудийные выстрелы, в сфере производства — крупногабаритные машины и механизмы (турбины, компрессоры, промышленные вентиляционные установки, холодновысадочное и штамповочное оборудование, кузнечное производство и др.).
Инфразвуковые колебания из-за большой длины волны характеризуются незначительным поглощением, поэтому инфразвуковые волны в воздухе, воде и земной коре могут распространяться на очень большие расстояния, что используется как предвестник стихийных бедствий. В конце 60-х гг. XX в. французский исследователь Д. Гавро обнаружил, что инфразвук определенных частот может вызвать у человека чувство тревоги и беспокойства. Слабые инфразвуки действуют на вестибулярный аппарат и вызывают ощущение морской болезни.
Длительное воздействие инфразвуковых колебаний на организм человека приводит к появлению утомляемости, головокружению, нарушению сна, психическим расстройствам, нарушению периферического кровообращения, функции центральной нервной системы и пищеварения. Колебания с уровнем звукового давления более 120-130 дБ в диапазоне частот от 2 до 10 Гц могут приводить к резонансным явлениям в организме.
Для органов дыхания опасны колебания с частотой 1 -3 Гц, для сердца — 3-5 Гц, для биотоков мозга — 8 Гц, для желудка — 5-9 Гц.
Опасность инфразвука усугубляется тем, что колебания, имея большую длину, распространяются на большие расстояния без заметного ослабления.
Уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц должны быть не более 105 дБ, а в полосе с частотой 32 Гц — не более 102 дБ.
Снижение неблагоприятного воздействия инфразвука достигается комплексом инженерно-технических и медицинских мероприятий, из которых основными являются устранение причин генерации инфразвука в источнике оборудования (повышение жесткости конструкций больших размеров), устранение низкочастотных вибраций, применение глушителей реактивного типа (резонансных и камерных), индивидуальных средств защиты (специальные противошумы) и проведение медицинской профилактики (предварительных и периодических медицинских осмотров).
Первостепенное значение в борьбе с инфразвуком имеют методы, снижающие его возникновение и ослабление в источнике, так как методы, использующие звукоизоляцию и звукопоглощение, малоэффективны.
3.5. Защита от неионизирующих электромагнитных излучений
Естественные и искусственные источники
Электромагнитных полей
Одним из биологически значимых физических факторов, определяющих экологическую ситуацию на Земле, являются электромагнитные излучения различного происхождения и различных диапазонов частот.
Электромагнитное поле (ЭМП) представляет собой особую форму материи. Всякая электрически заряженная частица окружена электромагнитным полем, составляющим с ней единое целое. ЭМП может существовать и в свободном, отделенном от заряженных частиц состоянии в виде движущихся со скоростью, близкой к 300 км/с, фотонов или вообще в виде излучений с этой скоростью электромагнитных волн.
Спектр электромагнитных колебаний по частоте охватывает свыше 20 порядков, от 5-10"3 до 1021 Гц. В зависимости от энергии фотонов его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля.
Движущееся ЭМП (электромагнитное излучение — ЭМИ) характеризуется векторами напряженности электрического Е и магнитного Я полей, которые отражают силовые свойства ЭМП.
В электромагнитной волне векторы Е и Я всегда взаимно перпендикулярны. В вакууме и в воздухе Е = 377 Н. Длина волны X, частота колебаний/и скорость распространения электромагнитных волн в воздухе с связаны соотношением
с = Х-f.
Например, для промышленной частоты / = 50 Гц длина волны X = 300/50 = б км.
Около источника ЭМП выделяют ближнюю зону, или зону индукции, которая находится на расстоянии г < Х/2п, и дальнюю зону, или зону излучения, в которой г > Х/2п. В зоне индукции электрическое и магнитное поля можно считать независимыми одно от другого, поэтому количественными характеристиками поля в этой зоне являются напряженность электрической Е и магнитной Я составляющих. В зоне измерения (волновой зоне), где уже сформировалась бегущая электромагнитная волна, наиболее важным параметром является плотность потока энергии (интенсивность) (ППЭ), которая в общем виде определяется векторным произведением £ и Н, а для сферических волн при распространении в воздухе может быть выражена в виде:
ППЭ(П) = -^7, Вт/м2, 4л-г
где Рист — мощность излучения; г — расстояние от источника.
Многие тысячелетия электромагнитный фон Земли формировался главным образом естественными источниками, основными из которых являются геоэлектрическое и геомагнитное поля, излучения космического, солнечного и околоземного происхождения, а также излучения живых организмов.
Электрическое поле Земли направлено перпендикулярно к земной поверхности, заряженной отрицательно относительно верхних слоев атмосферы. У поверхности Земли напряженность его составляет порядка 130 В/м и с высотой убывает приблизительно по экспоненциальному закону. На высоте около 9 км напряженность уменьшается до 5 В/м.
Годовые изменения электрического поля Земли сходны по характеру на всем земном шаре и достигают максимума в январе-феврале (до 150-250 В/м) и минимума в июне-июле (100-120 В/м). Суточные вариации обусловлены в основном грозовой деятельностью как по земному шару, так и местной грозовой активностью.
Частотный спектр атмосферного электричества простирается в диапазоне от сотен герц (Гц) до десятков мегагерц (МГц). Максимум интенсивности (напряженности) близок к 10 кГц. Интенсивность грозовой деятельности всегда и везде минимальна в утренние часы и повышается к ночи. В холодное время максимум отмечается среди ночи, в теплое — в 15-18 часов. Во время вспышек на Солнце интенсивность грозовой деятельности усиливается.
Магнитное поле Земли характеризуется двумя параметрами — горизонтальной и вертикальной составляющими.
Горизонтальная составляющая имеет максимальную напряженность у экватора (20-30 А/м), которая убывает к полюсам до единиц А/м.
Вертикальная составляющая у полюсов имеет напряженность порядка 50-60 А/м, уменьшаясь у экватора до пренебрежительно малой величины.
При высокой солнечной активности к Земле могут подходить высокоэнергетические частицы солнечной плазмы. Они вызывают магнитные бури, нарушающие структуру геомагнитного поля (магнитосферу).
Спектр космического и солнечного излучения занимает область приблизительно от 10 МГц до 10 ГГц. В «спокойном» состоянии интенсивность (плотность истока энергии) солнечного излучения находится в пределах 10~10 - 10~8 Вт/м2. Во время вспышек излучение усиливается в несколько раз.
Спектр и интенсивность излучения галактик близки к спектру и интенсивности солнечного излучения.
Электромагнитная энергия различных диапазонов частот в последнее время широко применяется в промышленности, науке, быту. Высокие и ультравысокие частоты используются в радиосвязи, радиовещании, телевидении, промышленных установках и технологических процессах для нагрева, закалки и ковки металла, термической обработки диэлектриков и полупроводников. Сверхвысокие частоты применяются в радиолокации различного назначения, ядерной физике, медицине, промышленности, быту, системах наземной и спутниковой связи и других коммуникационных системах (сотовая связь и др.).
В связи с этим значительное воздействие на электромагнитный фон Земли стали оказывать искусственные источники электромагнитного поля. В результате уже в последнее время практически все население земного шара в большей или меньшей степени подвергается воздействию надфоновых уровней ЭМП.
В процессе эволюционного развития все живые существа на Земле приспособились к определенным изменениям природных электромагнитных полей и, по мнению большинства исследователей, вынуждены были выработать по отношению к ним не только защитные механизмы, но и в какой-то степени включить их в свою жизнедеятельность. Таким образом, увеличение или уменьшение параметров ЭМП, значительно отличающихся от адекватных, могут вызвать в организмах функциональные сдвиги, в ряде случаев перерастающие в патологические.
О биологической значимости ЭМП свидетельствуют как давние наблюдения, так и экспериментальные исследования на разном уровне организации биологических систем. При этом установлено, что воздействие искусственных ЭМП на биообъекты обусловлено не только энергетическими, но и его информационными характеристиками, вызывая тепловое и нетепловое действие.
Тепловой механизм воздействия современная теория признает при относительно высоких уровнях (например, в диапазоне сверхвысоких частот это более 1 мВт/см2). Информационные биоэффекты проявляются при более низких уровнях ЭМП. В этом случае механизмы воздействия ЭМП еще мало изучены, хотя достоверно установлено, что на биологическую реакцию в таких случаях кроме интенсивности влияют частота и комбинация частот излучения, продолжительность облучения, модуляция сигнала, периодичность действия и др. Сочетание этих параметров может привести к существенно различающимся реакциям и последствиям облучаемого организма.
Многочисленные исследования позволили установить, что наиболее чувствительны к действию ЭМП нервная, сердечно-сосудистая, иммунная и эндокринная системы. При этом выявлена повышенная опасность ЭМП для растущих организмов, а также людей с заболеваниями данных критических систем организма.
При хроническом облучении более ранние и более выраженные реакции обнаруживаются со стороны нервной системы, на уровне нервной клетки и структурных образований по передаче нервных импульсов. Изменяется проницаемость гематоэнцефалического барьера, угнетается высшая нервная деятельность. Психоневрологические симптомы проявляются в виде постоянной головной боли, повышенной утомляемости, слабости, нарушений сна, повышенной раздражительности, ослабления памяти и внимания, могут развиваться стрессовые реакции. При многолетнем облучении биоэффекты могут накапливаться, в результате чего возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы в центральной нервной системе, опухоли мозга, лейкозы, гормональные заболевания и др.
Нарушение функции сердечно-сосудистой системы чаще всего проявляется в виде нейроциркуляторной дистонии, наклонности к гипотонии, болей в области сердца и др. Возможны фазовые изменения и состава периферической крови с последующим развитием умеренной лейкопении, нейропении и эритроцитопении.
В развитии информационных (нетепловых) реакций организма важную роль играют некоторые формы модуляции, возможность возникновения так называемых резонансных эффектов, наличие частотных и амплитудных окон, обладающих высокой биологической активностью на клеточном уровне, при воздействии ЭМП на центральную нервную и иммунную системы.
Воздействие ЭМП незначительных интенсивностей на фоне действия физических и химических факторов усугубляет негативные последствия, а при некоторых их сочетаниях могут развиваться ярко выраженные патологические реакции.
При длительном воздействии СВЧ-излучений могут иметь место изменения в крови, помутнение хрусталика (катаракта), трофические нарушения (выпадение волос, похудение, ломкость ногтей) и др.
Таким образом, признанная биологическая значимость ЭМП, всевозрастающая роль искусственных источников ЭМП в формировании электромагнитной обстановки в производственной и окружающей среде являются важными предпосылками для освоения будущими специалистами и руководителями производств методик гигиенической оценки и прогнозирования электромагнитных полей в рабочей зоне и на жилой территории, определения санитарно-защитных зон и применения других инженерно-технических способов и средств по снижению вредного воздействия ЭМП на организм человека.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|