Материал: 2 к ЛПФ Для всех занятий ГИГИЕНА

показывает, что при нулевом геомагнитном поле концентрация озона в атмосфере уменьшится на 50%. Такое сокращение содержания озона и появление многочисленных озоновых дыр приведут к катастрофическим последствиям для биосферы.

Рис. 2 Геомагнитное поле земли: а) - дипольное магнитное поле, б) - магнитное поле Земли, трансформированное потоком солнечного ветра.

Считается, что магнитное поле Земли генерируется токами в жидком металлическом ядре. В тоже время проблема происхождения и сохранения поля по сей день не считается решённой. Среди имеющихся гипотез наиболее правдоподобны две:

-поле вызвано вращающимся железным ядром Земли,

-гигантским электрическим током, опоясывающим Землю на большом расстоянии от центра Земли.

Свой вклад в формирование естественного электромагнитного фона Земли вносят:

1.Мировая и локальная грозовая активности. ЭМП, происхождение которых обусловлено грозовой активностью, наблюдаются и на более высоких частотах (0,1-15 кГц).

2.Электромагнитные излучения всего радиочастотного диапазона,

инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, видимый свет, ионизирующее излучение,

входящие в спектр солнечного и галактического излучений, достигающих Земли.

В совокупности естественные ЭМП Земли представляют собой целый спектр электромагнитных «шумов», в условиях воздействия которых существует сама Земля и все живое на ней.

Основную часть геомагнитного поля Земли составляет – магнитосфера (внешнее поле) и некоторую ее часть магнетизм собственно самой Земли и ее недр.

Величина постоянного ГМП может изменяться на поверхности Земли от 26 мкТл (в районе Рио-де-Жанейро) до 68 мкТл (вблизи географических полюсов), достигая максимумов в районах магнитных аномалий (Курская аномалия, до 190 мкТл).

Компоненты геомагнитного поля Земли

В основе образования магнитного поля лежат внутренние и внешние причины. Постоянное магнитное поле образуется благодаря электрическим токам, возникающим во внешнем ядре планеты, переменное магнитное поле образуют солнечные корпускулярные потоки.

Магнитное поле Земли (геомагнитное поле) можно разделить на следующие три основные части.

1.Основное магнитное поле Земли, испытывающее медленные изменения во времени.

2.Мировые аномалии – отклонения от эквивалентного диполя до 20% напряженности отдельных областей с размерами до 10 000 км. Примеры аномалий: Бразильская, Канадская, Сибирская, Курская. Они обусловлены намагниченностью горных пород в верхнем слое Земли, слагающих земную кору и расположенных близко к поверхности. Одна из наиболее мощных – Курская магнитная аномалия.

3.Переменное магнитное поле Земли (так же называемое внешним) определяется источниками в виде токовых систем, находящимися за пределами земной поверхности и в ее

31

атмосфере. Основными источниками таких полей и их изменений являются корпускулярные потоки намагниченной плазмы, приходящие от Солнца вместе с солнечным ветром, и формирующие структуру и форму земной магнитосферы.

Геомагнитные вариации.

Изменение магнитного поля Земли во времени под действием различных факторов называются геомагнитными вариациями. Разность между наблюдаемой величиной напряженности магнитного поля и средним ее значением за какой-либо длительный промежуток времени, например, месяц или год, называется геомагнитной вариацией.

Суточные вариации геомагнитного поля возникают регулярно в основном за счет токов в ионосфере Земли, вызванных изменениями освещенности земной ионосферы Солнцем в течение суток.

Нерегулярные вариации магнитного поля возникают вследствие воздействия потока солнечной плазмы (солнечного ветра) на магнитосферу Земли.

27-дневные вариации существуют как тенденция к повторению увеличения геомагнитной активности через каждые 27 дней, соответствующих периоду вращения Солнца относительно земного наблюдателя.

Сезонные вариации магнитной активности имеют два максимума, соответствующие периодам равноденствий, и два минимума, соответствующие периодам солнцестояний. В периоды равноденствий, плоскости земного и солнечного экваторов совпадают, Земля наиболее подвержена действию активных областей на Солнце.

11-летние вариации - обусловлены периодической солнечной активностью кратной 11 летним периодам. Наиболее известной мерой солнечной активности является число солнечных пятен.

Вековые вариации – медленные вариации элементов земного магнетизма связанные с источниками, лежащими внутри земного ядра. Амплитуда вековых вариаций достигает десятков нТл/год, изменения среднегодовых значений таких элементов, названы вековым ходом.

Квазипериодические вариации геомагнитного поля с периодами от долей секунд до нескольких минут называют геомагнитными пульсациями. Их принято подразделять на регулярные (устойчивые, непрерывные) (наблюдаются преимущественно в утренние и дневные часы), и нерегулярные (шумоподобные, импульсные) – (наблюдаются в вечерние и ночные часы). В период возмущений (магнитных бурь) наблюдается глобальное возбуждение микропульсаций, и тогда они могут регистрироваться десятки часов по всему земному шару.

Электромагнитные колебания на частотах 4-30 Гц существуют практически всегда. Предполагается, что они могут служить синхронизаторами некоторых биологических процессов, поскольку являются резонансными частотами для ряда из них. В природе за время эволюции произошла адаптация к подобным колебаниям и изоляция от них может иметь негативные последствия для организма.

Биологические эффекты ГМП подробно описаны в разделе, посвящённом метеотропным нарушениям (см. стр.9). С другой стороны, выявлено, что непериодические вариации геомагнитного поля участвуют в

регуляции всех классов биологических ритмов человека.

5 классов биоритмов человека

1. Ритмы высокой частоты – от долей секунд до 30 минут (осцилляции на молекулярном уровне, ритмы ЭЭГ, ЧСС, дыхания,

32

перистальтики кишечника); (колебательная активность электрических и магнитных полей головного мозга 2-30 Гц, ЧСС 1-1,2 Гц, ЧД 0,3 Гц, температуры 0,05 Гц).

2.Ритмы средней частоты – от 30 минут до 28 часов. Эти ритмы включают в себя: ультрадные (от 30 минут до нескольких часов, самые важные - с периодом 90 минут). (Через каждые 90 минут: у новорожденных чередование активности и относительного покоя; у взрослых смена различных стадий сна, а во время бодрствования - периодов нарастания и спада работоспособности.) Циркадные (20 – 28 часов) - колебания на протяжении суток температуры тела, АД, частоты пульса, а также выработки гормонов и восприимчивости клеток к лекарствам).

3.Мезоритмы: инфрадные (28 часов – 6 дней) и

Циркасептальные (около 7 дней) – (Изменения работоспособности (выше в середине недели), колебания выделения с мочой некоторых физиологически активных веществ; 3. Макроритмы - сезонные (до 3 месяцев) - колебания веса, работоспособности, роста

бороды и усов у мужчин Изменения продолжительности сна, мышечной силы, уровня обменных процессов, заболеваемости, иммунного статуса, устойчивости к стрессам (выше весной и ниже осенью), рождаемости (максимальная в марте - мае, минимальная - в ноябре - феврале), колебания пульса и артериального давления, прибавки веса Окологодовые (до 1 года) - колебания роста и физического развития детей (интенсивнее в

первом полугодии, замедление в концу года), спад жизненных сил и показателей иммунитета накануне и некоторое время после дня рождения 5. Мегаритмы (несколько десятков или сотен лет) - волнообразное изменение физического развития людей на протяжении многих веков.

Гипогеомагнитное поле

Гипогеомагнитное поле (ГГМП) возникает и действует на рабочих при использовании экранов для ЭМП промышленных частот, которые одновременно препятствуют проникновению внутрь них ЭМП естественного происхождения.

Установлено, что при ослаблении ГМП в 2-5 раз относительно естественного МП наблюдается увеличение на 40% количества заболеваний у людей, работающих в экранированных помещениях. При нахождении человека в искусственных гипогеомагнитных условиях отмечаются изменения психики, появляются нестандартные идеи, образы.

Со стороны центральной нервной системы выявлены признаки дисбаланса основных нервных процессов в виде преобладания торможения, дистонии мозговых сосудов с наличием регуляторной межполушарной асимметрии, отмечено возрастание амплитуды нормального физиологического тремора.

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 отмечено снижение общего числа Т-лимфоцитов, концентрации IgG и IgA, увеличение концентрации IgE. Отмечен рост заболеваемости с ВУТ у лиц, длительное время работающих в экранированных сооружениях. У обследованных частота заболеваний, сопровождающих синдром иммунологической недостаточности, существенно превышает таковую среди практически здоровых людей.

В серии экспериментальных исследований на животных, при их пребывании в экранированных камерах (ослабления ГМП = 100 и 500 раз) при различной продолжительности ежедневного сеанса (от 0,25 ч до 24 ч в сутки) и общем количестве сеансов от 1 до 120, были установлены изменения со стороны ЭЭГактивности и условнорефлекторной деятельности животных, свидетельствующие о нарушении силы нервных процессов в сторону усиления тормозного.

33

Эндокринная система реагировала снижением активности гонадотропных гормонов гипофиза - (фолликулостимулирующего и лютеинизирующего) и повышением активности кортикостерона. Со стороны репродуктивной системы отмечалось удлинение эстральных циклов, а также морфофункциональные изменения в яичниках и матке. Выявлены изменения в состоянии гуморального и клеточного звеньев иммунной системы животных.

Выраженность и направленность обнаруженных сдвигов имеют зависимость от продолжительности нахождения в гипогеомагнитных условиях. Прерывистое воздействие ГГМП вызывало более выраженные биоэффекты со стороны отдельных систем организма по сравнению с постоянным, особенно на начальном этапе воздействия.

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о гигиенической значимости гипогеомагнитных условий и необходимости их соответствующей регламентации.

СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ (СЭП)

СЭП естественного происхождения. В атмосфере статические электрические поля (их также называют электростатическими полями) возникают естественным путем в ясную погоду и, особенно, под грозовыми тучами. Трение также способствует разделению положительных и отрицательных зарядов и образованию мощных статических электрических полей.

СЭП искусственного происхождения.

СЭП представляют собой поля неподвижных электрических зарядов, либо стационарные электрические поля постоянного тока. Возникновение зарядов статического электричества может происходить при дроблении, разбрызгивании, газовыделении веществ, относительном перемещении двух находящихся в контакте твердых тел, сыпучих, жидких и газообразных материалов, при интенсивном перемешивании, кристаллизации и пр.

СЭП создаются в энергетических установках и при электротехнологических процессах. Они могут существовать в виде собственно ЭСП (поля неподвижных зарядов) или стационарных электрических полей (электрические поля постоянного тока). Существует целый ряд производств и технологических процессов по изготовлению, обработке и транспортировке диэлектрических материалов, где отмечается образование электростатических зарядов и полей, вызванных электризацией перерабатываемого продукта (текстильная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная, химическая промышленности и др.). Уровни напряженности СЭП на прядильном и ткацком оборудовании достигают 20-60 кВ/м и выше, а в производстве линолиума, пленочных материалов могут превышать 240-250 кВ/м.

СЭП достаточно широко используются в народном хозяйстве для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов и т.д.

Использование электричества постоянного тока (ПТ) является еще одним источником статических электрических полей. Примерами таких источников могут быть железнодорожные системы, работающие на ПТ, а также телевизоры и компьютерные дисплеи с электронно-лучевыми трубками.

Когда человек, тело которого наэлектризовано, дотрагивается до металлического предмета, накопленный заряд моментально разрядится, а человек получит легкий удар током. Электростатический разряд происходит при очень высоком напряжении и чрезвычайно низких токах. Даже простое расчесывание волос в сухой день может привести к накоплению статического заряда с напряжением в десятки тысяч вольт, однако ток его освобождения будет настолько мал, что его зачастую невозможно будет даже почувствовать. Именно низкие значения тока не дают статическому заряду нанести человеку вред, когда происходит мгновенный разряд.

С другой стороны, такие напряжения могут быть опасны для элементов различных электронных приборов — микропроцессоров, транзисторов и т. п. Поэтому при работе с радиоэлектронными компонентами рекомендуется принимать меры по предотвращению накопления статического заряда.

34

Основными физическими параметрами СЭП являются напряженность поля и потенциалы его отдельных точек.

Напряженность СЭП - векторная величина, определяется отношением силы, действующей на точечный заряд к величине этого заряда, измеряется в вольтах на метр (В/м).

Энергетические характеристики СЭП определяются потенциалами точек поля. Их мощность измеряется в вольтах на метр (В/м) или киловольтах на метр (кВ/м).

Биологические эффекты СЭП.

Для жизни человека разряды статического электричества не представляют смертельной угрозы: они либо кратковременны, либо малых токов. Однако физиологическое воздействие на организм человека они оказывают.

На производствах. Выявляемые у работающих в условиях воздействия СЭП

нарушения носят, как правило, функциональный характер и укладываются в рамки астеноневротического синдрома и вегетососудистой дистонии. В симптоматике преобладают субъективные жалобы невротического характера (голодная боль, раздражительность, нарушение сна, ощущение «удара током» и т.п.). Объективно обнаруживаются не резко выраженные функциональные сдвиги, не имеющие каких-либо специфических проявлений.

В быту. Установлено, что загрязняемость одежды из синтетического волокна в 300500 раз больше, чем одежды из хлопчатобумажной ткани. При ношении такой одежды из синтетической ткани у человека быстро ухудшается микроклимат, в результате чего нарушается кожное дыхание, теплообмен и т. д.

Электризация синтетических материалов способствует более интенсивному выделению из них составных компонентов и увеличивает скорость их химической деструкции. Опасность статического электричества, образуемого на поверхности полимерных покрытий в квартирах (линолеум, ламинат, пластиковые панели и т.д.), заключается в том, что выделяющиеся из них летучие токсичные вещества, приобретая потенциал, легче проникают в организм.

Профилактика отрицательных влияний СЭП.

При выборе средств защиты от статического электричества (экранирование источника поля или рабочего места, применение нейтрализаторов статического электричества, ограничение времени работы и др.) должны учитываться особенности технологических процессов, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещений и др., что определяет дифференцированный подход при разработке защитных мероприятий. В настоящее время для защиты от СЭП применяется:

Уменьшение генерации электростатических зарядов или их отвод с наэлектризованного материала, что достигается:

заземлением металлических и электропроводных элементов;

увеличением поверхностей и объемной проводимости диэлектриков;

установкой нейтрализаторов статического электричества.

Заземление проводится независимо от использования других методов защиты.

Заземляются не только элементы оборудования, но и изолированные электропроводящие участки технологических установок.

Повышение влажности воздуха. При влажности 60— 80% величина заряда уменьшается в 2—3 раза. При влажности 80% образуется мономолекулярный слой, что обусловливает потерю способности материала накапливать на поверхности заряды статического электричества. Уменьшение содержания влаги в воздухе приводит к увеличению проводимости.

Поддержание оптимальной температуры. Существует также определенная математическая зависимость между величиной заряда, накапливаемого на полимерном материале, и температурой окружающей среды. Зависимость величины заряда от температуры носит обратный характер - с уменьшением температуры при одной и той же влажности наблюдается увеличение заряда.

35