Лекции ПДФ / 19. Пр. излучения

МИНЗДРАВ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ЮУГМУ Минздрава России)

КАФЕДРА ОБЩЕЙ ГИГИЕНЫ

Конспекты (презентации) лекций

Дисциплина – Гигиена

Специальность – Лечебное дело – 31.05.01

Форма обучения – очная

ЛЕКЦИЯ № 19

ТЕМА: ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ КАК ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ФАКТОР

Время 2 часа:

План:

1. Электромагнитные поля (ЭМП). Виды электромагнитных полей и их источники. 2. Биологическое действие электромагнитных полей.

3. Гигиеническое нормирование ЭМП.

4. Профилактика неблагоприятного влияния ЭМП.

1. Электромагнитные поля (ЭМП). Виды электромагнитных полей и их источники.

Электромагнитные поля как фактор производственной среды могут оказывать неблагоприятное влияние на организм человека. К ним относятся:

-гипогеомагнитные поля (ГГМП);

-электростатические (ЭСП) и постоянные магнитные поля (ПМП);

-электромагнитные поля (ЭМП) в диапазоне частот от 1 Гц до 300 ГГц, в котором выделяют электрические и магнитные поля промышленной частоты 50 Гц (ЭП и МП ПЧ) и электромагнитные поля радиочастотного диапазона от 3 кГц до 300 ГГц (ЭМП РЧ).

До недавнего времени основное внимание исследователей было сосредоточено на изучении ЭМП антропогенного происхождения, уровни которых существенно превышают естественный электромагнитный фон Земли. Вместе с тем в последние десятилетия

1

убедительно доказана важная роль ЭМП естественного происхождения в становлении жизни на Земле и ее последующих развитии и регуляции.

В спектре естественных электромагнитных полей условно выделяют несколько составляющих – это постоянное магнитное поле Земли (геомагнитное поле – ГМП),

электростатическое поле и переменные электромагнитные поля в диапазоне частот от 10-3 Гц до

1012 Гц.

Одним из важнейших факторов окружающей среды, оказывающих влияние на живую природу, является геомагнитное поле.

2

2. Биологическое действие электромагнитных полей.

3

Гипогеомагнитное поле - ослабленное магнитное поле Земли, является неблагоприятным фактором производственной среды при работе в экранированных помещениях в радиотехнической, радиоэлектронной, авиационной промышленности, на гражданских и военных объектах радиосвязи и радиолокации, в подземных сооружениях (хранилищах, бункерах, шахтах, помещениях метрополитена), в зданиях из железобетонных конструкций, в средствах наземного, водного и воздушного транспорта гражданского и военного назначения и др.

Причиной формирования гипогеомагнитных условий (ГГМУ) является использование материалов с высокой магнитной проницаемостью в ограждающих конструкциях зданий, сооружений и транспортных средств, что приводит к частичной изоляции находящегося внутри них человека от постоянного геомагнитного поля.

Биологическое действие гипогеомагнитного поля.

В качестве возможных механизмов влияния ГГМП на человека особое внимание уделяется изменениям содержания ионов Са++ в различных средах организма и изменению структурных особенностей жидкой воды. Одним из важнейших звеньев в развитии реакции организма на ГГМП является система пассивного или активного транспорта кальция через

плазматическую мембрану, нарушение которой приводит к перенасыщению гиалоплазмы его ионами и переключение митохондрий на их откачку.

Под влиянием гипогеомагнитного поля, происходит нарушение динамического

равновесия между организмом и окружающей средой, в результате чего возникает целый ряд морфофункциональных изменений.

4

Жалобы на ухудшение самочувствия и состояния здоровья у лиц, работающих в экранированных сооружениях, нашедших широкое применение в различных отраслях промышленности.

Результаты клинико-физиологического обследования лиц, длительное время работавших в гипогеомагнитных условиях (ГГМУ) свидетельствуют об их дезадаптирующем влиянии на

функциональное состояние ведущих систем организма - центральной нервной, сердечнососудистой, иммунной и др.

Со стороны центральной нервной системы выявлены признаки дисбаланса основных нервных процессов в виде преобладания торможения, дистония мозговых сосудов с наличием регуляторной межполушарной асимметрии, отмечены возрастание амплитуды нормального физиологического тремора, удлинение времени реакции на появляющийся объект в режиме непрерывного аналогового слежения, снижение критической частоты слияния световых мельканий.

Нарушения механизмов регуляции вегетативной нервной системы проявляются в развитии функциональных изменений со стороны сердечно-сосудистой системы в виде лабильности пульса и артериального давления, нейроциркуляторной дистонии гипертензивного типа, нарушения процесса реполяризации миокарда.

Со стороны иммунной системы отмечаются снижение общего числа Т-лимфоцитов и уменьшение концентрации IgG, и IgA. Выявленное увеличение концентрации IgE свидетельствует об аллергизации организма в ГГМУ. Обнаруженные у персонала, работающего в ГГМУ, изменения свидетельствуют о нарушении неспецифических факторов защиты и

5

иммунологической реактивности с формированием количественно-функционального иммунодефицита.

У лиц, длительное время работающих в экранированных сооружениях, отмечен рост заболеваемости с временной утратой трудоспособности (ВУТ), выявлено достоверное увеличение биологического возраста по сравнению с календарным на 4,2 года, что свидетельствует об ускоренном старении организма.

Имеются данные об изменениях чувствительности организма к другим внешним воздействиям, в том числе и электромагнитной природы у человека, находящегося в гипогеомагнитных условиях.

Электростатические поля

Источниками электростатических полей (ЭСП) в производственных условиях являются:

-оборудование для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электроворсования, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов и др.;

-оборудование, накапливающее электростатические заряды вследствие электризации перерабатываемого продукта при изготовлении, обработке и транспортировке диэлектрических материалов текстильной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, химической и др. отраслях промышленности.

Работник может подвергаться воздействию электростатических полей при изготовлении и эксплуатации полупроводниковых приборов и микросхем, изделий из полимерных материалов, ремонтно-профилактическом обслуживании энергосистем постоянного тока высокого напряжения, при работе с вычислительной и множительной техникой и т.д.

Биологическое действие электростатических полей (ЭСП)

Выявляемые у работников в условиях воздействия ЭСП нарушения носят, как правило, функциональный характер и укладываются в рамки астеноневротического синдрома и вегетососудистой дистонии.

В симптоматике преобладают жалобы невротического характера (головная боль, раздражительность, нарушение сна, ощущение «удара током»).

Объективно: не резко выраженные функциональные сдвиги, не имеющие каких-либо специфических проявлений.

Кровь устойчива к воздействию ЭСП. Отмечается лишь некоторая тенденция к снижению показателей красной крови (эритроциты, гемоглобин), незначительному лимфоцитозу и моноцитозу.

Постоянные магнитные поля (ПМП).

Источниками ПМП на рабочих местах являются постоянные магниты, электромагниты, сильноточные системы постоянного тока (линии передачи постоянного тока, электролитные ванны и другие электротехнические устройства). Основными физическими параметрами,

характеризующими ПМП, являются: напряженность поля (Н), магнитный поток (Ф) и

магнитная индукция (В).

6

Постоянные магниты и электромагниты широко используются в приборостроении, в магнитных шайбах подъемных кранов и других фиксирующих устройствах, в магнитных сепараторах, устройствах для магнитной обработки воды, в магнитогидродинамических (МГД)

генераторах, установках магнитно-резонансной томографии (МРТ) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), а также в физиотерапевтической практике. В

применяемых в медицине установках магнитного резонанса пациенты подвергаются воздействию ПМП до 2 Тл и более (тесла – Тл - плотность магнитного потока).

Высокие уровни (10-100 мТл) создаются в салонах транспортных средств на магнитной подушке, в рабочей зоне операторов при электролитических процессах, под высоковольтными линиями передачи постоянного тока.

Биологическое действие постоянных магнитных полей

Наиболее чувствительными к воздействию ПМП являются системы, выполняющие регуляторные функции (нервная, сердечно-сосудистая, нейроэндокринная и др.).

Изменения в состоянии здоровья работающих под воздействием ПМП проявляются в форме вегетососудистых дистоний, астеновегетативного и периферического вазовегетативного синдромов или их сочетания.

Жалобы: астенического характера, функциональные сдвиги со стороны сердечнососудистой системы (брадикардия, иногда тахикардия, изменение на ЭКГ зубца Т), тенденция к гипотонии.

Кровь достаточно устойчива к воздействию ПМП. Отмечается лишь тенденция к изменению количества эритроцитов и содержания гемоглобина, умеренный лейко- и лимфоцитоз.

Периферический вазовегетативный синдром (или вегетативно-сенситивный полиневрит)

характеризуется вегетативными, трофическими, сенситивными расстройствами в дистальном отделе рук, изредка сопровождающимися легкими двигательными и рефлекторными нарушениями.

Электрические и магнитные поля промышленной частоты 50 Гц (ЭП и МП ПЧ).

Электрические и магнитные поля промышленной частоты широко распространены как в производственных, так и в бытовых условиях. Диапазон промышленной частоты представлен в нашей стране частотой 50 Гц (в ряде стран Американского континента 60 Гц). Основными источниками ЭП и МП ПЧ, создаваемые в результате деятельности человека, являются различные типы производственного и бытового электрооборудования переменного тока.

Поскольку соответствующая частоте 50 Гц длина волны составляет 6000 км, человек подвергается воздействию фактора в ближней зоне. В связи с этим, гигиеническая оценка ЭМП ПЧ осуществляется раздельно по электрической и магнитной составляющим (ЭП и МП ПЧ).

Особого внимания заслуживают высоковольтные линии электропередач (ЛЭП) и открытые распределительные устройства (ОРУ), создающие в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты (50 Гц). Расстояния, на которые распространяются эти поля от проводов ЛЭП, достигают десятков метров. Чем выше класс напряжения ЛЭП, тем больше зона повышенного уровня электрического поля, при этом размеры зоны не изменяются

7

в течение времени работы ЛЭП. Размеры зоны, опасной из-за уровня магнитного поля, зависят от величины протекающего тока или от нагрузки линии.

В связи с тем, что нагрузка ЛЭП неоднократно изменяется даже в течение суток, то и размеры зоны повышенного уровня магнитного поля также непостоянны.

Ремонтные работы на ЛЭП и ОРУ выполняются, как правило, в условиях повышенной напряженности электрического и магнитного полей. В зависимости от характера выполняемых работ время облучения персонала может составлять от нескольких минут до нескольких часов за смену. В производственных условиях источниками электрического и магнитного полей промышленной частоты являются силовое и электрораспределительное оборудование, трансформаторы, электропечи и др.

Значительный уровень ЭМП промышленной частоты в жилых и общественных зданиях вносит электротехническое оборудование, а именно кабельные линии, подводящие электричество к потребителям, а также распределительные щиты и трансформаторы. В помещениях, прилежащих к этим источникам, обычно повышен уpoвень магнитного поля, в то время как уровень электрического поля не велик.

Достаточно мощными источниками магнитного поля в диапазоне 0-1000 Гц является транспорт на электрической тяге — электропоезда, вагоны метрополитена, троллейбусы, трамваи и т.п.

Биологическое действие электрических и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц)

Первые исследования влияния на человека электрических и магнитных полей промышленной частоты были проведены советскими авторами в середине 1960-х гг. При изучении состояния здоровья лиц, подвергавшихся производственным воздействиям ЭМП ПЧ при обслуживании подстанций и воздушных линий электропередачи, впервые были отмечены изменения состояния здоровья, выражающиеся в форме жалоб и сдвигов некоторых физиологических функций.

Отмечались жалобы неврологического характера - головная боль, повышенная раздражительность, утомляемость, вялость, сонливость, неврологические нарушения проявлялись в повышении сухожильных рефлексов, треморе век и пальцев рук, снижении корнеальных рефлексов и асимметрии кожной температуры. Отмечалось увеличение времени сенсомоторных реакций, повышение порогов обонятельной чувствительности, снижение памяти, внимания. На ЭЭГ наблюдались снижение амплитуды альфа - волн, изменение амплитуды вызванных потенциалов на световую стимуляцию.

Жалобы со стороны сердечно-сосудистой системы - тахи - или брадикардия,

артериальная гипертензия или гипотония, лабильность пульса, на ЭКГ у отдельных лиц обнаруживались нарушение ритма и частоты сердечных сокращений, снижение вольтажа комплекса QRS, уплощение зубца Т.

По данным ряда авторов, отмечались не резко выраженные изменения состава периферической крови — умеренная тромбоцитопения, нейтрофильный лейкоцитоз, моноцитоз, тенденция к ретикулопении. Однако в более поздних исследованиях, проведенных зарубежными авторами в США, Канаде, Франции и ряде других стран, эти данные не получили подтверждения, хотя отдельные исследователи отмечают наличие жалоб астеновегетативного характера и изменений таких показателей, как АД, ЭКГ и ЭЭГ, содержание холестерина в крови, а также сдвиг соотношения полов в потомстве, тенденцию к увеличению хромосомных аберраций в соматических клетках (лимфоцитах крови).

8

В литературе последних 15 лет большое внимание уделяется новому аспекту проблемы — возможному канцерогенному, преимущественно лейкогенному влиянию производственных и внепроизводственных воздействий ЭП и МП П Ч. При этом основная роль в большинстве исследований отводится крайне низко интенсивному магнитному полю, либо сочетанию его с электрическим. При эпидемиологических исследованиях производственных контингентов приблизительно в 50% работ получены данные об увеличении относительного риска развития лейкемий и опухолей мозга у персонала, обслуживающего электроустановки, генерирующие ЭМП ПЧ. В эпидемиологических исследованиях по оценке риска развития лейкемий у населения, проживающего вблизи воздушных линий электропередач и других электроустановок, создающих повышенные в cpaвнении с естественными уровнями МП ПЧ, лишь в 20-30% работ отмечается повышение риска развития лейкемий у детей. В связи с этим вопросом о возможном неблагоприятном влиянии ЭМП ПЧ на человека остается недостаточно изученным.

Зависимость биоэффектов от плотности наведенных ЭП и МП ПЧ положена в основу разработанных по заданию ВОЗ Международных временных рекомендаций по ПДУ ЭП и МП ПЧ 50/60 Гц (ICNIRP, 1990). Эта зависимость может быть представлена следующим образом (таблица 1):

Таблица 1 - Зависимость биоэффектов от плотности наведенных ЭП и МП ПЧ

Электромагнитные поля радиочастот (ЭМП РЧ).

Наряду с широким применением в радиосвязи и радиовещании, радиолокации и радиоастрономии, телевидении и медицине ЭМП используются в различных технологических процессах: индукционном нагреве, термообработке металлов и древесины, сварке пластмасс, создании низкотемпературной плазмы и др.

Электромагнитные поля радиочастотной части спектра подразделяются по длине волны на ряд диапазонов (табл. 2).

Таблица 2 - Международная классификация электромагнитных волн

9

Электромагнитное поле характеризуется совокупностью переменных электрического и магнитного составляющих. Различные диапазоны радиоволн объединяет общая физическая природа, но они существенно различаются по заключенной в них энергии, характеру распространения, поглощения, отражения, а вследствие этого — по действию на среду, в том числе и на человека. Чем короче длина волны и больше частота колебаний, тем больше энергии несет в себе квант.

Работающие с источниками излучения НЧ -, СЧ- и в известной степени ВЧ- и ОВЧдиапазонов находятся в зоне индукции. При эксплуатации генераторов СВЧ - и КВЧдиапазонов работающие чаще находятся в волновой зоне.

Поскольку в зоне индукции на работающих воздействуют различные по величине электрические и магнитные поля, интенсивности облучения работающих с низкими (НЧ), средними (СЧ), высокими (ВЧ) и очень высокими (ОВЧ) частотами оцениваются раздельно величинами электрической и магнитной составляющих поля. Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метр (В/м), а напряженность магнитного поля — в амперах на метр (A/м).

В волновой зоне, в которой практически находятся работающие с аппаратурой, генерирующей дециметровые (УВЧ), сантиметровые (СВЧ) и миллиметровые (КВЧ) волны, интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии, т.е. количеством энергии, падающей на единицу поверхности. В этом случае плотность потока энергии (ППЭ) выражается в ваттах на 1 м2 или в производных единицах: милливаттах и микроваттах на см2 (мВт/см2, мкВт/ см2).

Электромагнитные поля по мере удаления от источников излучения быстро затухают. Напряженность электрической составляющей поля в зоне индукции убывает обратно пропорционально расстоянию в третьей степени, а напряженность магнитной составляющей - обратно пропорционально квадрату расстояния. В зоне излучения напряженность электромагнитного поля убывает обратно пропорционально расстоянию в первой степени.

Электромагнитное поле (ЭМП) радиочастот характеризуется рядом свойств - способностью нагревать материалы, распространяться в пространстве и отражаться от границы раздела двух сред, взаимодействовать с веществом, благодаря которым ЭМП широко используются в различных отраслях народного хозяйства: для передачи информации (радиовещание, радиотелефонная связь, телевидение, радиолокация, радиометеорология и др.), в промышленности, в науке, технике, медицине. Электромагнитные волны диапазона низких, высоких и очень высоких частот применяются для термообработки металлов, полупроводниковых материалов и диэлектриков (поверхностный нагрев металла, закалка и отпуск, напайка твердых сплавов на режущий инструмент, пайка, плавка металлов и полупроводников, сварка, сушка древесины и др.).

10