Зміст
| Вид материала | Документы |
- Єрьомін Розміщення продуктивних сил Зміст, 1769.51kb.
- Міністерство освіти І науки україни перечинський професійний ліцей, 202.74kb.
- Організація та зміст навчально –в виховної роботи у днз, 81.03kb.
- Збірник державних стандартів, 1247.56kb.
- Зміст І порядок розроблення виробничої програми підрозділів виробнича програма, 128.75kb.
- Зміст І порядок розроблення виробничої програми підрозділів виробнича програма, 127.69kb.
- Процеси прийняття рішення І управління зміст процесу управління, 283.85kb.
- Поняття та зміст комунального управління, 500.89kb.
- Завдання та зміст виробничої програми підприємства Показники виробничої програми підприємства, 123.69kb.
- План Поняття та зміст юридична деонтологія > Юридична діяльність: поняття та зміст, 476.58kb.
ЗМІСТ
| ВСТУП | 5 |
| РОЗДІЛ 1 Літературний огляд | 7 |
| 1.1 ЕМП, його різновиди та класифікації | 7 |
| 1.2 Основні джерела ЕМП | 9 |
| 1.2.1 Мобільний зв`язок | 9 |
| 1.2.2 Персональні комп’ютери | 13 |
| 1.3 Як впливає ЕМП на здоров`я людини | 17 |
| 1.3.1 Біологічна дія електромагнітних полів | 18 |
| 1.3.2 Вплив на нервову систему | 18 |
| 1.3.3 Вплив на імунну систему | 19 |
| 1.3.4 Вплив на ендокринну систему і нейрогуморальну реакцію | 19 |
| 1.3.5 Інші медико-біологічні ефекти | 20 |
| 1.4 Як захиститись від ЕМП | 21 |
| 1.4.1 Інженерно-технічні заходи щодо захисту населення від ЕМП | 22 |
| РОЗДІЛ 2 Методична частина | 24 |
| 2.1 Об’єкт дослідження | 24 |
| 2.2 Методи дослідження електромагнітного поля | 24 |
| РОЗДІЛ 3 Експериментальна частина | 34 |
| ВИСНОВОК | 38 |
| СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ | 39 |
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ
А/м - ампер на метр – одиниця напруги магнітного поля;
БС - Базова станція системи мобільного радіозв`язку;
В/м - вольт на метр – одиниця напруги електричного поля;
ВДТ - відеодисплейний термінал;
ВОOЗ - Всесвітня Організація Охорони здоров'я;
Вт/м2 - ват на квадратний метр – одиниця густини потоку енергії;
ГОСТ - Державний Стандарт;
ГДР - гранично допустимий рівень;
ГПЕ - густина потоку енергії;
Гц - герц – одиниця частоти;
ЕМП - електромагнітне поле;
ЕП - електричне поле;
ЗМП - змінне магнітне поле;
ЛЕП - лінія електропередач;
МГц - мегагерц – одиниця кратна Гц, дорівнює 1000000 Гц;
МКХ – мікрохвилі;
мкТл - микротесла – одиниця кратна Тл, дорівнює 0,000001 Тл;
МП - магнітне поле;
МП ПЧ - магнітне поле промислової частоти;
МРТ - мобільний радіотелефон;
НЕМВ - неіонізуюче електромагнітне випромінювання;
ПК - персональний комп’ютер;
ПРТО - передавальний радіотехнічний об'єкт;
ПЧ - промислова частота, на Україні дорівнює 50 Гц;
ПЕРМ - персональна електроно-розрахункова машина;
РЛС - радіолокаційна станція;
РТПЦ - радіотехнічний передавальний центр;
ТДР - тимчасово допустимий рівень;
Тл - тесла – одиниця виміру магнітної індукції, густини потоку магнітної індукції;
ТФП - Тонкі фізичні поля.
ВСТУП
Актуальність теми полягає в тому, що у сучасному світі багато науково-технічних досягнень так чи інакше використовують електромагнітні поля, які в свою чергу завдають людському організму непоправної шкоди.
До початку XIX ст. електрику і магнетизм вважалися явищами, не пов'язаними один з одним, і розглядалися в різних розділах фізики.
У 1819 р. датський фізик Г. Х. Ерстед виявив, що провідник, по якому тече електричний струм, викликає відхилення стрілки магнітного компаса, з чого випливало, що електричні і магнітні явища взаємопов'язані.
Французький фізик і математик А. Ампер в 1824 р. дав математичний опис взаємодії провідника струму з магнітним полем (див. Закон Ампера).
У 1831 р. англійський фізик М. Фарадей експериментально виявив і дав математичний опис явища електромагнітної індукції - виникнення електрорушійної сили у провіднику, що знаходиться під дією змінюється магнітного поля.
У 1864 р. Дж. Максвелл створює теорію електромагнітного поля, згідно з якою електричне і магнітне поля існують як взаємопов'язані складові єдиного цілого - електромагнітного поля. Ця теорія з єдиної точки зору пояснювала результати всіх попередніх досліджень в галузі електродинаміки, і, крім того, з неї випливало, що будь-які зміни електромагнітного поля повинні породжувати електромагнітні хвилі, що поширюються в діелектричній середовищі (в тому числі в порожнечі) з кінцевою швидкістю, що залежить від діелектричної та магнітної проникності цього середовища. Для вакууму теоретичне значення цієї швидкості було близько до експериментальним вимірюванням швидкості світла, отриманим на той момент, що дозволило Максвеллу висловити припущення, що світло є одним із проявів електромагнітних хвиль.
У 1887 р. німецький фізик Г. Герц поставив експеримент, повністю підтвердив теоретичні висновки Максвелла. Його експериментальна установка складалася з знаходяться на деякій відстані один від одного передавача і приймача
електромагнітних хвиль, і фактично представляла собою історично першу систему радіозв'язку, хоча сам Герц не бачив ніякого практичного застосування свого відкриття, і розглядав його виключно як експериментальне підтвердження теорії Максвелла.
У XX ст. розвиток уявлень про електромагнітне поле і електромагнітному випромінюванні продовжилося в рамках квантової теорії поля, основи якої були закладені великим німецьким фізиком Максом Планком. Ця теорія, в цілому завершена поруч фізиків близько середини XX століття, виявилася однією з найбільш точних фізичних теорій, що існують на сьогоднішній день.
У другій половині XX століття (квантова) теорія електромагнітного поля і його взаємодії була включена в єдину теорію електрослабкої взаємодії і нині входить в так звану стандартну модель в рамках концепції калібрувальних полів (електромагнітне поле є з цієї точки зору найпростішим із калібрувальних полів - абелевим калібрувальним полем ).
Мета даної курсової роботи полягає в загальному вивчені дії електромагнітного поля на організм людини.
Завдання:
- розглянути процеси розповсюдження електромагнітного поля;
- вплив електромагнітного поля на організм людини;
- які наслідки несе за собою тривале опромінення людини електромагнітним полем.
РОЗДІЛ 1
ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД
1.1. ЕМП, його різновиди та класифікації
На практиці при характеристиці електромагнітної обстановки використовують терміни "електричне поле", "магнітне поле", "електромагнітне поле". Коротко пояснимо, що це означає і який зв'язок існує між ними.
Електричне поле створюється зарядами. Наприклад, в усім відомих шкільних дослідах з електризації ебоніту, присутнє як раз електричне поле.
Магнітне поле створюється при русі електричних зарядів по провіднику.
Рис. 1.1 Рух електричних зарядів у провіднику
Для характеристики величини електричного поля використовується поняття напруга електричного поля, позначається як Е, одиниця виміру В / м (Вольт-на-метр). Величина магнітного поля характеризується напругою магнітного поля Н, одиниця А / м (ампер-на-метр). При вимірі наднизьких і вкрай низьких частот також використовується поняття магнітної індукції В, одиниця Тл (Тесла), одна мільйонна частина Тл відповідає 1,25 А / м.
За визначенням, електромагнітне поле - це особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється вплив між електричними зарядженими частинками. Фізичні причини існування електромагнітного поля пов'язані з тим, що електричне поле Е, яке змінюється в часі, породжує магнітне поле Н, а магнітне поле Н - вихрове електричне поле: обидві компоненти Е і Н, безперервно змінюючись, збуджують один одного. ЕМП нерухомих або рівномірно рухомих заряджених частинок нерозривно пов'язане з цими частками. При прискореному русі заряджених частинок, ЕМП "відривається" від них і існує незалежно у вигляді електромагнітних хвиль, не зникаючи з усуненням джерела (наприклад, радіохвилі не зникають і за відсутності струму в випромінювання їх антени).
Рис 1.2. Схема розповсюдження електромагнітних хвиль
Електромагнітні хвилі характеризуються довжиною хвилі, позначення - λ. Джерело, що генерує випромінювання, а по суті створює електромагнітні коливання, характеризуються частотою, позначення - f.
Важлива особливість ЕМП - це поділ його на так звану "близьку" та "дальню " зони. В "ближній" зоні, або зоні індукції, на відстані від джерела r < l ЕМП можна вважати квазістатичним. Тут воно швидко зменшується з відстанню, обернено пропорційно квадрату чи кубу відстані. В "ближній" зоні випромінювання електромагнітна хвилі ще не сформована. Для характеристики ЕМП вимірювання змінного електричного поля Е і змінного магнітного поля Н виробляються роздільно. Поле в зоні індукції служить для формування біжать складової полів (електромагнітної хвилі), відповідальних за випромінювання. "Далека" зона - це зона сформованої електромагнітної хвилі, починається з відстані r > 3 λ. В "дальній " зоні інтенсивність поля зменшується зворотно пропорційно відстані до джерела r.
В "дальній " зоні випромінювання є зв'язок між Е і Н: Е = 377Н, де 377 - хвильовий опір вакууму, Ом. Тому вимірюється, як правило, лише Е. У Росії на частотах вище 300 МГц зазвичай вимірюється щільність потоку електромагнітної енергії (ППЕ), або вектор Пойтінга. Позначається як S, одиниця виміру Вт/м2. ППЕ характеризує кількість енергії, яку переносять електромагнітної хвилею в одиницю часу через одиницю поверхні, перпендикулярної до напрямку поширення хвилі. Міжнародна класифікація електромагнітних хвиль за частотами наведена у таблиці 1.1 [1].
Таблиця 1.1
Міжнародна класифікація електромагнітних хвиль по частотах
| Найменування частотного діапазону | Межі діапазону | Найменування хвильового діапазону | Межі діапазону |
| Крайні низькі, КНЧ | 3 - 30 Гц | Декамегаметрові | 100 - 10 Мм |
| Наднизькі, ННЧ | 30 – 300 Гц | Мегаметрові | 10 - 1 Мм |
| Інфранизькі, ІНЧ | 0,3 - 3 кГц | Гектокілометрові | 1000 - 100 км |
| Дуже низькі, ДНЧ | 3 - 30 кГц | Міріаметрові | 100 - 10 км |
| Низькі частоти, НЧ | 30 - 300 кГц | Кілометрові | 10 - 1 км |
| Середні, СЧ | 0,3 - 3 МГц | Гектометрові | 1 - 0,1 км |
| Високі частоти, ВЧ | 3 - 30 МГц | Декаметрові | 100 - 10 м |
| Дуже високі, ДВЧ | 30 - 300 МГц | Метрові | 10 - 1 м |
| Ультрависокі, УВЧ | 0,3 - 3 ГГц | Дециметрові | 1 - 0,1 м |
| Надвисокі, НВЧ | 3 - 30 ГГц | Сантиметрові | 10 - 1 см |
| Вкрай високі, ВВЧ | 30 - 300 ГГц | Міліметрові | 10 - 1 мм |
| Гіпервисокі, ГВЧ | 300 – 3000 ГГц | Дециміліметрові | 1 - 0,1 мм |
1.2. Основні джерела ЕМП
Серед основних джерел ЕМВ можна перерахувати:
Електротранспорт (трамваї, тролейбуси, потяги, ...);
Лінії електропередач (міського освітлення, високовольтні, ...) ;
Електропроводка (усередині будівель, телекомунікації, ...)
Побутові електроприлади;
Теле- і радіостанції (транслюють антени) ;
Супутниковий і стільниковий зв'язок (транслюють антени) ;
Радари;
Персональні комп'ютери [2].
1.2.1. Мобільний зв’язок.
Мобільна радіотелефонія є сьогодні однією з найбільш інтенсивно розвиваються телекомунікаційних систем. У даний час в усьому світі налічується більше 85 мільйонів абонентів, що користуються послугами цього виду рухомого (мобільного) зв'язку.
Основними елементами системи стільникового зв'язку є базові станції та мобільні радіотелефони. Базові станції підтримують радіозв'язок з мобільними радіотелефонами, внаслідок чого БС і мобільні радіотелефони є джерелами електромагнітного випромінювання в УВЧ діапазоні. Важливою особливістю системи мобільного радіозв'язку є досить ефективне використання виділюваного для роботи системи радіочастотного спектра (багаторазове використання одних і тих самих частот, застосування різних методів доступу), що робить можливим забезпечення телефонним зв'язком значного числа абонентів. У роботі системи застосовується принцип розподілу деякої території на зони, або "мобільники", радіусом звичайно 0,5-10 кілометрів [3].
Базові станції.
Базові станції підтримують зв'язок з розташованими в їх зоні дії мобільними радіотелефонами і працюють у режимі прийому та передачі сигналу. У залежності від стандарту, БС випромінюють електромагнітну енергію в діапазоні частот від 463 до 1880 МГц. Антени БС встановлюються на висоті 15-100 метрів від поверхні землі на вже існуючих будівлях (громадських, службових, виробничих і житлових будинках, димових трубах промислових підприємств і т. д.) або на спеціально споруджених щоглах. Серед встановлених в одному місці антен БС є як передають (або приймальнопередаючі), так і приймальні антени, які не є джерелами ЕМП.
Виходячи з технологічних вимог побудови системи мобільного зв'язку, діаграма спрямованості антен у вертикальній площині розрахована таким чином, що основна енергія випромінювання (більше 90%) зосереджена в досить вузькому "промені". Він завжди спрямований у бік від споруд, на яких знаходяться антени БС, і вище прилеглих будівель, що є необхідною умовою для нормального функціонування системи.
БС є видом передавальних радіотехнічних об'єктів, потужність випромінювання яких (завантаження) не є постійною 24 години на добу. Завантаження визначається наявністю власників мобільних телефонів в зоні обслуговування конкретної базової станції і їх бажанням скористатися телефоном для розмови, що, у свою чергу, докорінно залежить від часу доби, місця розташування БС, дня тижня та інше. Вночі завантаження БС практично дорівнює нулю , тобто станції в основному "мовчать".
Дослідження електромагнітної обстановки на території, прилеглій до БС, були проведені фахівцями різних країн, у тому числі Швеції, Угорщини та Росії. За результатами вимірювань, проведених в Москві і Московській області, можна констатувати, що в 100% випадків електромагнітна обстановка в приміщеннях будинків, на яких встановлені антени БС, не відрізнялася від фонової, характерної для даного району в даному діапазоні частот. На прилеглій території в 91% випадків зафіксовані рівні електромагнітного поля були в 50 разів менше ГДР, встановленого для БС. Максимальне значення при вимірах, менше ГДР в 10 разів, було зафіксовано поблизу будівлі на якому встановлено відразу три базові станції різних стандартів.
Наявні наукові дані та існуюча система санітарно-гігієнічного контролю при введення в експлуатацію базових станцій мобільного зв'язку дозволяють віднести базові станції мобільного зв'язку до найбільш екологічно та санітарно-гігієнічно безпечним системам зв'язку.
Мобільні радіотелефони.
Мобільний радіотелефон являє собою малогабаритний приймач. У залежності від стандарту телефону, передача ведеться в діапазоні частот 453 - 1785 МГц. Потужність випромінювання МРТ є величиною змінної, у значній мірі залежить від стану каналу зв'язку "мобільний радіотелефон - базова станція", тобто чим вище рівень сигналу БС у місці прийому, тим менше потужність випромінювання МРТ. Максимальна потужність перебуває в межах 0,125-1 Вт, однак у реальній обстановці вона звичайно не перевищує 0,05 - 0,2 Вт Питання про вплив випромінювання МРТ на організм користувача до цих пір залишається відкритим. Численні дослідження, проведені вченими різних країн на біологічних об'єктах (у тому числі, на добровольцях), привели до неоднозначних, іноді суперечним один одному, результатам. Незаперечним залишається лише той факт, що організм людини "відгукується " на наявність випромінювання мобільного телефону. Тому власникам МРТ рекомендується дотримувати деякі запобіжні засоби:
- не користуйтеся мобільним телефоном без необхідності;
- розмовляйте безперервно не більш 3 - 4 хвилин;
- не допускайте, щоб МРТ користувалися діти;
- при покупці вибирайте мобільний телефон з меншою максимальною потужністю випромінювання;
- в автомобілі використовуйте МРТ спільно з системою гучномовного зв'язку "hands-free" із зовнішньою антеною, яку краще всього розташовувати в геометричному центрі даху.
Для людей, які оточують людину, що розмовляє по мобільному радіотелефону, електромагнітне поле, створюване МРТ не представляє ніякої небезпеки.
Дослідження можливого впливу біологічної дії електромагнітного поля елементів систем мобільного зв'язку викликають великий зацікавленість у громадськості. Публікації в засобах масової інформації досить точно відображають сучасні тенденції в цих дослідженнях. Мобільні телефони GSM: швейцарські тести показали, що випромінювання, поглинена головою людини, знаходиться в допустимих європейськими стандартами межах. Фахівці Центру електромагнітної безпеки провели медико-біологічні експерименти з дослідження впливу на фізіологічний і гормональний стан людини електромагнітного випромінювання мобільних телефонів існуючих та перспективних стандартів мобільного зв'язку.
При використанні мобільного телефону електромагнітне випромінювання сприймається не лише приймачем базової станції, але і тілом користувача, і в першу чергу його головою. Що при цьому відбувається в організмі людини, наскільки цей вплив небезпечно для здоров'я? Однозначної відповіді на це питання до цих пір не існує. Однак експеримент російських учених показав, що мозок людини не тільки відчуває випромінювання мобільного телефону, але і розрізняє стандарти мобільного зв'язку.
Керівник дослідницького проекту доктор медичних наук Юрій Григор'єв вважає, що мобільні телефони стандартів NМТ-450 і GSМ-900 є достовірні і заслуговують на увагу зміни в біоелектричної активності головного мозку. Проте клінічно значущих наслідків для організму людини одноразове 30-хвилинне опромінення електромагнітним полем мобільного телефону не надає. Відсутність достовірних вимірювань в електроенцефалограмі у разі використання телефону стандарту GSМ-1800 може характеризувати його як найбільш "щадний" для користувача з трьох використаних в експерименті систем зв'язку.
1.2.2. Персональні комп'ютери.
Основним джерелом несприятливого впливу на здоров'я користувача комп'ютера є засіб візуального відображення інформації електронно-променевої трубки. Нижче перераховані основні фактори його несприятливого впливу.
Ергономічні параметри екрану монітора:
- зниження контрасту зображення в умовах інтенсивної зовнішньої засвітки;
- дзеркальні відблиски від передньої поверхні екранів моніторів;
- наявність мерехтіння зображення на екрані монітора.
Випромінювальні характеристики монітора:
- електромагнітне поле монітора в діапазоні частот 20 Гц-1000 МГц;
- статичний електричний заряд на екрані монітора;
- ультрафіолетове випромінювання в діапазоні 200 - 400 нм;
- інфрачервоне випромінювання в діапазоні 1050 нм-1 мм;
- рентгенівське випромінювання > 1,2 кеВ.
Комп'ютер як джерело змінного електромагнітного поля.
Основними складовими частинами персонального комп'ютера є: системний блок (процесор) і різноманітні пристрої введення / виведення інформації: клавіатура, дискові накопичувачі, принтер, сканер, і т. п. Кожен персональний комп'ютер включає засіб візуального відображення інформації яке по-різному - монітор, дисплей. Як правило, в його основі - пристрій на основі електронно-променевої трубки. Персональний комп'ютер часто оснащують мережевими фільтрами (наприклад, типу "Pilot"), джерелами безперебійного живлення та іншим допоміжним електроустаткуванням. Всі ці елементи при роботі персонального комп'ютера формують складну електромагнітну обстановку на робочому місці користувача (див. таблицю 1.1).
ПК як джерело ЕМП.
Діапазони частот на яких працюють елементи ПК приведені у таблиці 1.2 [5].
Таблиця 1.2
Список джерел ЕМП ПК та їх значення
| Джерело | Діапазон частот (перша гармоніка) |
| Монітор мережевий трансформатор блоку живлення | 50 Гц |
| статичний перетворювач напруги в імпульсному блоці живлення | 20 - 100 кГц |
| продовження таблиці 1.2 | |
| Джерело | Діапазон частот (перша гармоніка) |
| блок кадрової розгорнення і синхронізації | 48 - 160 Гц |
| блок малої розгорнення і синхронізації | 15-110 кГц |
| прискорююча анодна напруга монітора (тільки для моніторів з ЕПТ) | 0 Гц (електростатика) |
| Системний блок (процесор) | 50 Гц - 1000 МГц |
| Пристрої вводу / виводу інформації | 0 Гц, 50 Гц |
| Джерела безперебійного живлення | 50 Гц, 20 - 100 кГц |
Електромагнітне поле, створюване персональним комп'ютером, має складний спектральний склад у діапазоні частот від 0 Гц до 1000 МГц. Електромагнітне поле має електричну (Е) і магнітну (Н) складові, причому взаємозв'язок їх досить складна, тому оцінка Е та Н виробляється роздільно.
Таблиця 1.3
Максимальні зафіксовані на робочому місці значення ЕМП
| Вид поля | діапазон частот | одиниця виміру напруги поля | Значення напруженості поля по осі екрану навколо монітора |
| Електричне поле | 100 кГц-300 МГц | В / м | 17,0 24,0 |
| Електричне поле | 0,02 - 2 кГц, | В / м | 150,0 155,0 |
| Електричне поле | 2 - 400 кГц | В / м | 14,0 16,0 |
| Магнітне поле | 100кГц-300МГц | мА / м | НЧП НЧП |
| Магнітне поле | 0,02 - 2 кГц | мА / м | 550,0 600,0 |
| продовження таблиці 1.2 | |||
| Вид поля | діапазон частот | одиниця виміру напруги поля | Значення напруженості поля по осі екрану навколо монітора |
| Магнітне поле | 2 - 400 кГц | мА / м | 35,0 35,0 |
| Електростатичне поле | - | кВ / м | 22,0 - |