Мониторинг электрических, магнитных и электромагнитных полей

Электрическое поле — частная форма проявления (наряду с магнитным) электромагнитного поля, определяющая действие на электрический заряд (со стороны поля) силы, не зависящей от скорости движения заряда. Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом (независимо от состояния их движения). Электромагнитное поле — особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами.

В отличие от других факторов ОС, электромагнитный фактор вследствие использования его физических свойств в производстве и быту невозможно заменить на какой-либо другой, менее вредный.

В целом общий фон факторов электромагнитной природы состоит из источника естественного (электрические и магнитные поля Земли, радиоизлучения Солнца и галактик) и искусственного (антропогенного) происхождения (радиотехнические объекты, телеи радиостанции, линии электропередач, мобильная связь и др.).

Уровень естественного электромагнитного фона на несколько порядков ниже уровней электромагнитных полей, создаваемых антропогенными источниками.

По своим физическим характеристикам (с учетом особенностей генерации) поля электромагнитной природы можно классифицировать следующим образом:

• • электромагнитные излучения радиочастот и микроволн;
• • электрические поля промышленной частоты;
• • магнитные поля.

Оценку электромагнитного поля частотой 50 Гц осуществляют раздельно по напряженности электрического поля Е, напряженности магнитного поля Н или индукции магнитного поля В. Нормирование электромагнитных полей частотой 50 Гц на рабочих местах персонала дифференцировано в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.

ПДУ напряженности электрического поля частотой 50 Гц на рабочем месте в течение всей смены установлен равным 5 кВ/м. Измеритель напряженности электрического и магнитного поля (рис. 10.4) имеет диапазон измерений Е 0,01 В/м — 100 кВ/м, Н 0,0001 — 265,3 А/м.

Рис. 10.4. Измеритель напряженности электрического и магнитного поля

Магнитное поле Земли образуется электрическим током, протекающим в верхнем слое земной коры. Па поверхности Земли вертикальная составляющая магнитного поля достигает максимума на магнитных полюсах (примерно 6,7Т0~⁵ Тл) и равна нулю на экваторе. Горизонтальная составляющая достигает максимума на экваторе (около 3,3−10^-5 Тл) и равна нулю на магнитном полюсе.

Природные переменные поля в атмосфере имеют различное происхождение, включая меняющиеся в течение суток поля порядка 3*10~⁸ Тл, связанные с солнечным и лунным влиянием на ионосферные токи. Наиболее обширные переменные атмосферные магнитные поля с частотой 10~⁵—10² Гц возникают в результате солнечной активности и гроз, достигая интенсивности порядка 5−10″ ⁸ Тл, при этом на уровне земли сила тока может достигать 2−10⁵ А.

Антропогенные источники образуют постоянные и переменные магнитные поля, как правило, более высокой интенсивности, чем природные. Особо стоит отметить источники, работающие на промышленной частоте 50 Гц, например бытовые приборы. Другие антропогенные источники применяют при научных исследованиях, в промышленности и медицине, а также в некоторых технологических процессах, связанных с производством и передачей энергии.

Существует три механизма взаимодействия магнитных полей с живой тканью.

• 1. Магнитная индукция. Этот механизм характерен для постоянных и переменных магнитных полей и осуществляется в результате следующих взаи м одейст в и й:
  • • электродинамического с подвижными электролитами;
  • • токи Фарадея, т. е. токи в живых тканях, индуцируемые в соответствии с законом индукции Фарадея.
• 2. Магнитомеханические взаимодействия. Известны два типа механических воздействий, которые оказывают постоянное магнитное поле на биологические объекты:
  • • ориентация молекул в магнитном поле, например фотопигменты в мембранах палочек сетчатки глаза;
  • • магнитомеханическое поступательное движение.
• 3. Взаимодействие с электронами.

Оценку и нормирование постоянных магнитных нолей осуществляют по уровню магнитного поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) действия.

Уровень постоянных магнитных полей измеряют в единицах напряженности магнитного поля Я (А/м) или в единицах магнитной индукции В (мТл).

ПДУ напряженности (индукции) постоянных магнитных полей на рабочих местах приведены в табл. 10.4 (СанПиН 2.2.4.1191—03).

Таблица 10.4

ПДУ постоянного магнитного ноля.

ПДУ напряженности периодических (синусоидальных) магнитных полей устанавливают для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия (табл. 10.5).

Для измерения магнитных полей наиболее широкое распространение получили индукционные, феррозондовые, холловские (Э. Холл, Е. Hall — американский ученый, 1855—1938) и магниторезистивные ИП. Внешний вид измерителей магнитной индукции показан на рис. 10.5.

Таблица 10.5

ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц

Рис. 10.5. Измерители магнитной индукции