Электростатическое поле как фактор опасного и вредного воздействия. Последствия его воздействия на организм человека. Допустимые уровни и средства нормализации уровней напряженности электростатического поля
Санкт-Петербургский Государственный Университет
Факультет Прикладной Математики – Процессов Управления
реферат по предмету
«Безопасность труда»
На тему:
«Электростатическое поле как фактор опасного и вредного воздействия. Последствия его воздействия на организм человека. Допустимые уровни и средства нормализации уровней напряженности электростатического поля»
Выполнил: студент 416 группы
Селенков Н.В.
Проверил: доцент Федоров С.И.
Санкт-Петербург,
2005 год
План:
Электростатическое поле как фактор воздействия.
О вреде электростатического поля, образованного дисплеями ПК
Документы и постановления, регламентирующие нормы электростатического поля.
Средства нормализации напряженности и защиты от электростатического поля.
Электростатическое поле как фактор воздействия.
При статической электризации во время технологических процессов, сопровождающихся трением, размельчением твердых частиц, пересыпанием сыпучих тел, переливанием жидкостей-диэлектриков на изолированных от земли металлических частях производственного оборудования возникает относительно земли электрическое напряжение порядка десятков киловольт.
Так, при движении резиновой ленты транспортера и в устройствах ременной передачи на ленте (ремне) и на роликах (шкивах) возникают электростатические заряды противоположных знаков большей величины, а потенциалы их: достигают 45 кВ. Основную роль при этом играют влажность и давление воздуха и состояние поверхностей лент (ремней) и роликов (шкивов), а также скорость относительного движения (пробуксовки). Аналогично происходит электризация: и при сматывании тканей, бумаги, пленки и. др.
При относительной влажности воздуха 85% и более электростатических зарядов обычно не возникает.
В аэрозолях электрические заряды образуются от трения частиц пыли друг о друга и о воздух.
Причинами электризации пыли могут быть непосредственная адсорбция заряда из окружающего воздуха вместе с адсорбируемым газом. Потенциалы заряженных частиц пыли могут достигать значений: до 10 кВ в зависимости от концентрации пыли в воздухе, размера и скорости движения частиц пыли и относительной влажности воздуха.
Применяемое на электроподстанциях минеральное (трансформаторное) масло в процессе его переливания (например, слив из цистерны в бак) также подвергается электризации. В случае, если металлическая емкость или автоцистерна не заземлены, то в процессе налива они окажутся электрически заряженными.
Электрические заряды на частях производственного оборудования могут взаимно нейтрализоваться при некоторой электропроводности влажного воздуха, а также стекать в землю по поверхности оборудования. Но в отдельных случаях; когда электростатические заряды велики, а влажность воздуха незначительна, может возникнуть быстрый искровой разряд между частями оборудования или разряд на землю.
Энергия такой электрической искры может оказаться достаточно большой для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. Например, для многих паро- и газовоздушных взрывоопасных смесей требуется сравнительно небольшая энергия воспламенения, всего лишь около (0,2—0,5)10-3 Вт.с.
Практически при напряжении 3000 В искровой разряд может вызвать воспламенение почти всех паро- и газовоздушных смесей, а при 5000 В воспламенение большей части горючих пылей и волокон.
Таким образом, возникающие в производственных условиях электростатические заряды могут служить импульсом, способным при наличии горючих смесей вызвать пожар и взрыв. В ряде случаев статическая электризация тела человека и затем последующие разряды с тела человека на землю или заземленное производственное оборудование, а также электрический разряд с незаземленного оборудования через тело человека на землю могут вызывать нежелательные болевые и нервные ощущения и быть причиной непроизвольного резкого движения человека, в результате которого он может получить ту или иную механическую травму (ушибы, ранение).
Экспериментально было доказано, что ЭСтП способствуют отложению аэрозольных частиц на лице и что в зависимости от природы аэрозольных загрязняющих частиц, у некоторых чувствительных лиц могут возникать те или иные кожные реакции. В научной литературе описаны случаи развития дерматита на лице у пользователей ВДТ. Дерматит исчезал, если пользователей отстранили от работы с ВДТ. Высказывается предположение, что экзема развивается из-за наличия электростатического поля.
О вреде электростатического поля, образованного дисплеями персональных компьютеров
В последнее время компьютеры используются очень многими работниками, и стоит сказать о воздействии электростатического поля дисплеев на человека. При работе монитора на экране кинескопа накапливается электростатический заряд, создающий электростатическое поле (ЭСтП). В разных исследованиях, при разных условиях измерения значения ЭСтП колебались от 8 до 75 кВ/м. При этом люди, работающие с монитором, приобретают электростатический потенциал. Разброс электростатических потенциалов пользователей колеблется в диапазоне от -3 до +5 кВ. Когда ЭСтП субъективно ощущается, потенциал пользователя служит решающим фактором при возникновении неприятных субъективных ощущений.
Заметный вклад в общее электростатическое поле вносят электризующиеся от трения поверхности клавиатуры и мыши. Эксперименты показывают, что даже после работы с клавиатурой, электростатическое поле быстро возрастает с 2 до 12 кВ/м. На отдельных рабочих местах в области рук регистрировались напряженности статических электрических полей более 20 кВ/м.
Впервые значительное комплексное исследование возможного неблагоприятного действия электромагнитных полей на здоровье пользователей было проведено в 1984 году в Канаде. Поводом для проведения работы послужили многочисленные жалобы сотрудниц бухгалтерии одного из госпиталей. Для выявления причинных факторов были измерены все виды излучений, был распространен вопросник, касающийся всех видов воздействия на здоровье. В отчете по итогам работы была установлена однозначная связь заболеваемости с одним из ведущих факторов внешнего воздействия - электромагнитным полем, генерируемым монитором компьютера.
По обобщенным данным, у работающих за монитором от 2 до 6 часов в сутки функциональные нарушения центральной нервной системы происходят в среднем в 4,6 раза чаще, чем в контрольных группах, болезни сердечно-сосудистой системы - в 2 раза чаще, болезни верхних дыхательных путей - в 1,9 раза чаще, болезни опорно-двигательного аппарата - в 3,1 раза чаще. С увеличением продолжительности работы на компьютере соотношения здоровых и больных среди пользователей резко возрастает.
По данным Бюро трудовой статистики США в период с 1982 по 1990 г. наблюдалось восьмикратное увеличение случаев расстройства здоровья (нетрудоспособности) пользователей. Также, установлено, что частое воздействие электромагнитного излучения мониторов приводит в аномальным исходам беременности
Исследования функционального состояния пользователя компьютера, проведенные в 1996 году в Центром электромагнитной безопасности, показали, что даже при кратковременной работе (45 минут) в организме пользователя под влиянием электромагнитного излучения монитора происходят значительные изменения гормонального состояния и специфические изменения биотоков мозга. Особенно ярко и устойчиво эти эффекты проявляются у женщин. Замечено, что у групп лиц (в данном случае это составило 20%) отрицательная реакция функционального состояния организма не проявляется при работе с ПК менее 1 часа. Исходя из анализа полученных результатов сделан вывод о возможности формирования специальных критериев профессионального отбора для персонала, использующего компьютер в процессе работы.
По мнению ряда исследователей электростатическое поле ВДТ напряженностью 15 кВ/м при одночасовой экспозиции играющих на компьютере подростков усиливает возбудительные процессы в ЦНС и сдвигает вегетативный гомеостаз в сторону симпатического преобладания.
Исследования общих закономерностей реакции организма человека на воздействие ЭМП монитора проводятся в Украине. Результаты свидетельствуют, что среди прочих нарушений в функциональном состоянии организма, наиболее ярко выражены нарушения со стороны гормональной и иммунной систем. Отклонение в иммунном статусе, в равной степени как иммунодефицит, так и аутоиммунность, являются основополагающими в дискоординации процессов, которые поддерживают гомеостаз в организме в целом.
Обследование 1583 женщин, проведенное в Окленде (шт. Калифорния, США) Кайзеровским медицинским центром, показало, что для женщин, более 20 часов в неделю пользующихся компьютерными терминалами, риск выкидыша на ранних и поздних стадиях беременности на 80 % выше, чем для женщин, которые выполняют ту же работу без дисплейных терминалов. По данным ученых Швеции существует 90 % вероятности, что у пользователей ВДТ в 1,5 раза чаще случаются выкидыши и у них рождается детей с врожденными пороками в 2,5 раза больше, чем у женщин других профессий.
Нью-Йорский комитет по охране труда и профилактике профессиональных заболеваний считает, что беременные или имеющие намерения забеременеть женщины должны переводиться на работу не связанную с использованием видеотерминалов.
Конечно, перечислением этих фактов не ограничивается неблагоприятное влияние ЭМП на рабочем месте на здоровье пользователя. Для этой ситуации облучения возможно проявление всех других биологических эффектов электромагнитного поля.
Документы, регламентирующие нормы напряженности электростатического поля.
В России установлены самые жесткие в мире предельно допустимые уровни облучения населения электромагнитными полями.
Система Санитарно-гигиенического нормирования ПДУ ЭМП для населения в России исходит из принципа введения ограничений для конкретных случаев облучения.
Можно выделить следующие виды условий облучения, на которые для населения установлены специально разработанные санитарно - гигиенические нормы: элементы систем сотовой связи и других видов подвижной связи, все типы стационарных радиотехнических объектов (включая радиоцентры, радио- и телевизионные станции, радиолокационные и радиорелейные станции, земные станции спутниковой связи, объекты транспорта с базированием мобильных передающих радиотехнических средств при их работе в штатном режиме в местах базирования), видеодисплейные терминалы и мониторы персональных компьютеров, СВЧ - печи, индукционные печи.
На иные условия облучения, где в качестве источников выступает бытовая потребительская техника, включая телевизоры, в настоящее время используются межгосударственные российско-белорусские санитарные нормы, устанавливающие требования только к электрической составляющей диапазона 50 Гц и уровню электростатического поля.
При определении конкретного значения уровня ПДУ разработчики руководствуются либо результатами специально выполненных работ (н.р. печи СВЧ и индукционные печи), либо результатами общих медико-биологических исследований (системы сотовой связи, радиотехнические объекты, ПК).
В случае отсутствия на конкретный вид продукции отдельного норматива, санитарно-гигиенические требования к этой продукции предъявляются на основе ПДУ, установленного в общих стандартах.
Информация о конкретных значениях ПДУ для упомянутых выше условий облучения приведена в таблицах.
Предельно допустимые уровни электромагнитного поля для потребительской продукции, являющейся источником ЭМП
|
Источник |
Диапазон |
Значение ПДУ |
Примечание |
|
Индукционные печи |
20 - 22 кГц |
500 В/м 4 А/м |
Условия измерения: расстояние 0,3 м от корпуса |
|
СВЧ печи |
2,45 ГГц |
10 мкВт/см2 |
Условия измерения: расстояние 0,50 0,05 м от любой точки, при нагрузке 1 литр воды |
|
Видеодисплейный терминал ПЭВМ |
5 Гц - 2 кГц |
Е>пду >= 25 В/м В>пду >= 250 нТл |
Условия измерения: расстояние 0,5 м вокруг монитора ПЭВМ |
|
2 - 400 кГц |
Е>пду >= 2,5 В/м В>пду >= 25 нТл |
||
|
поверхностный электростатический потенциал |
V = 500 В |
Условия измерения: расстояние 0,1 м от экрана монитора ПЭВМ |
|
|
Прочая продукция |
50 Гц |
Е = 500 В/м |
Условия измерения: расстояние 0,5 м от корпуса изделия |
|
0,3 - 300 кГц |
Е = 25 В/м |
||
|
0,3 - 3 МГц |
Е = 15 В/м |
||
|
3 - 30 МГц |
Е = 10 В/м |
||
|
30 - 300 МГц |
Е = 3 В/м |
||
|
0,3 - 30 ГГц |
ППЭ = 10 мкВт/см2 |
Государственные стандарты РФ в области электромагнитной безопасности
|
Обозначение |
Наименование |
|
ГОСТ 12.1.002-84 |
Система стандартов безопасности труда. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряжённости и требования к проведению контроля |
|
ГОСТ 12.1.006-84 |
Система стандартов безопасности труда. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля |
|
ГОСТ 12.1.045-84 |
Система стандартов безопасности труда. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля |
Санитарные нормы и стандарты безопасности
В целях обеспечения безопасности здоровья пользователей в Российской Федерации действуют Санитарные нормы и правила "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ" СанПиН 2.2.2.542-96. Цель Санитарных норм - определить такие нормированные величины факторов воздействия, чтобы их вред был минимальным, а условия труда - комфортными. Предельно допустимые уровни, генерируемого монитором электромагнитного поля и поверхностного электростатического потенциала установлены СанПиН 2.2.2.542-96 и приведены в таблице.
ПДУ электромагнитного поля и поверхностного электростатического потенциала монитора компьютера
|
Вид поля |
Диапазон частот |
Единица измерения |
ПДУ |
|
магнитное поле |
5Гц- 2кГц |
нТл |
250 |
|
магнитное поле |
2- 400 кГц, |
нТл |
25 |
|
электрическое поле |
5Гц- 2кГц |
В/м |
25 |
|
электрическое поле |
2- 400 кГц |
В/м |
2,5 |
|
эквивалентный (поверхностный) электростатический потенциал |
В |
500 |
В качестве технических стандартов безопасности мониторов широко известны шведские ТСО92/95/98/99 и MPR II. Эти документы определяют требования к монитору персонального компьютера по параметрам, способным оказывать влияние на здоровье пользователя.
Наиболее жесткие требования к монитору предъявляет ТСО 95. Он ограничивает параметры излучения монитора, потребления электроэнергии, визуальные параметры, так что делает монитор наиболее лояльным к здоровью пользователя. В части излучательных параметров ему соответствует и ТСО 92. Разработан стандарт Шведской конфедерацией профсоюзов.
Стандарт MPR II менее жесткий – устанавливает предельные уровни электромагнитного поля примерно в 2,5 раза выше. Разработан Институтом защиты от излучений (Швеция) и рядом организаций, в том числе крупнейших производителей мониторов.
В части электромагнитных полей стандарту MPR II соответствует российские санитарные нормы СанПиН 2.2.2.542-96 “Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ”.
Предельно допустимые уровни электромагнитного поля для потребительской продукции, являющейся источником ЭМП
|
Источник |
Диапазон |
Значение ПДУ |
Примечание |
|
Видеодисплейный терминал ПЭВМ |
5 Гц - 2 кГц |
Е>пду >= 25 В/м В>пду >= 250 нТл |
Условия измерения: расстояние 0,5 м вокруг монитора ПЭВМ |
|
2 - 400 кГц |
Е>пду >= 2,5 В/м В>пду >= 25 нТл |
||
|
поверхностный электростатический потенциал |
V = 500 В |
Условия измерения: расстояние 0,1 м от экрана монитора ПЭВМ |
ГОСТ 12.1.045 устанавливает допустимые уровни напряженности электростатических полей в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах и требования к проведению контроля.
Предельно допустимый уровень напряженности электростатических полей (Епред) установлен равным 60 кВ/м в течение 1 ч. При напряженности электростатических полей менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.
В диапазоне напряженности от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в электростатическом поле без средств защиты tдоп в часах определяется по формуле tдоп = (Епред / Е факт )2, где: Ефакт - фактическое значение напряженности электростатического поля, кВ/м (в диапазоне от 0,3 до 300 кВ/м).
Предельно допустимые напряженности магнитных полей примышленной частоты установлены санитарными нормами СН 3206-85 в зависимости от времени и прерывистости воздействия в течение рабочего дня.
Средства нормализации напряженности электростатического поля.
Устранение опасности возникновения электростатических зарядов достигается следующими мерами: заземлением производственного оборудования и емкостей для хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; увеличением электропроводности поверхностей электризующихся тел путем повышения влажности воздуха или применением антистатических примесей к основному продукту (жидкости, резиновые изделия и др.); ионизацией воздуха с целью увеличения его электропроводности.
Каждая система аппаратов и трубопроводов, заполняемых электризуемыми жидкостями, должна быть в пределах цеха заземлена не менее чем в двух местах. Автоцистерны во время налива или слива горючих жидкостей должны быть заземлены.
Эффективным методом для устранения электризации нефтепродуктов является метод введения в основной продукт специальных антистатических веществ (присадок).
Кроме того, для уменьшения статической электризации при сливе нефтепродуктов и других горючих жидкостей необходимо избегать падения и разбрызгивания струи с высоты, поэтому сливной шланг (рукав) следует опускать до самого дна цистерны или другой какой-либо емкости. Металлические наконечники этих сливных шлангов во избежание проскакивания искр на землю или заземленные части оборудования следует заземлять гибким медным проводником.
В качестве присадки для увеличения электропроводности нефтепродуктов применяют в количестве около 0,001—0,003% олеат хрома, что практически не влияет на их физико-химические свойства.
Антистатические вещества (графит, сажа) вводят и в состав резинотехнических изделий, что повышает их электропроводность. Так, резиновые шланги для налива и перекачки легковоспламеняющихся жидкостей изготовляют из маслобензостойкой электропроводящей резины, что в значительной степени снижает опасность воспламенения этих жидкостей при переливании их в передвижные емкости (автоцистерны, железнодорожные цистерны).
Защита от электростатической индукции должна выполняться путем присоединения металлических корпусов всего оборудования, аппаратов и металлических конструкций к специальному или защитному заземлению.
Один из способов защиты здоровья работников, является отвод зарядов статического электричества, накапливающихся на людях. Позволяет исключить опасность электрических разрядов, которые могут вызвать воспламенение и взрыв взрыво- и пожароопасных смесей, а также вредное воздействие статического электричества на человека. Основными мерами защиты являются: устройство электропроводящих полов или заземленных зон, помостов и рабочих площадок, заземление ручек дверей, поручней лестниц, рукояток приборов, машин и аппаратов; обеспечение работающих токопроводящей обувью, антистатическими халатами.
Средства защиты пользователей компьютеров от ЭМП
В основном из средств защиты предлагаются защитные фильтры для экранов мониторов. Они используется для ограничения действия на пользователя вредных факторов со стороны экрана монитора, улучшает эргономические параметры экрана монитора и снижает излучение монитора в направлении пользователя.
Представленные на рынке защитные фильтры для экранов мониторов по назначению делятся на 2 основные группы:
защитные фильтры, улучшающие эргономические параметры дисплея и ослабляющие инфракрасное, ультрафиолетовое излучения, но не влияющие на электромагнитные параметры;
защитные фильтры, улучшающие эргономические параметры дисплея, ослабляющие инфракрасное, ультрафиолетовое излучения, ослабляющие электростатическое поле и переменное электрическое поле.
Влияние аэроионного состава воздуха на рабочем месте оператора ПК.
Как известно, в заполненных помещениях, в учебных аудиториях, да еще с персональными компьютерами недостает аэроионов. Это сказывается на работоспособности сотрудников и студентов, их самочувствии, восприятии изучаемого материала. Медициной доказано, что на жизнедеятельность живого организма, в том числе человека, влияет не количество ионов воздуха, а соотношение между положительно и отрицательно заряженными ионами [1,2,3].
Кроме недостатка аэроионов оператор ПК при работе подвержен одновременному воздействию других неблагоприятных факторов: электростатическое поле от монитора, мерцание экрана, повышенная нагрузка на глаза и головной мозг.
Одним из путей улучшения условий труда является искусственная ионизация воздуха, насыщение его легкими отрицательными ионами. Для этой цели применяются генераторы отрицательных ионов воздуха, иногда называемые аэроионизаторами, ионизаторами воздуха, люстрами Чижевского или лампой Чижевского, в честь исследователя А.Л. Чижевского.
С появлением в рабочем помещении
компьютеров и оргтехники, создающих
электростатические поля высокой
напряженности, появилась необходимость
разработки генераторов отрицательных
ионов воздуха применительно к рабочему
месту оператора компьютера. Ряд фирм,
отечественных и зарубежных, представили
на рынок такие устройства.
Основные
требования, предъявляемые к ионизатору
воздуха:
обеспечение необходимого
уровня отрицательно заряженных ионов
воздуха; индикация работоспособности
генератора; небольшой вес и габариты;
невысокая стоимость.
При наличии потенциала и свободных
электронов, вырабатываемых источником
электронов, молекулы или же положительные
ионы воздуха, при воздействии с источником
электронно-ионной эмиссии, приобретают
электроны, образуя отрицательно
заряженные легкие аэроионы.
Применение
генератора отрицательных ионов воздуха
(люстры Чижевского) на рабочем месте
оператора ПК позволяет смещать соотношение
между положительными и отрицательными
ионами в сторону отрицательных ионов,
что положительно влияет на работоспособность.
Зонами, воспринимающими аэроионы в организме человека, являются дыхательные пути и кожа. Единого мнения относительно механизма воздействия аэроионов на состояние здоровья человека нет.
Недостаток содержания легких аэроионов в помещениях с персональными компьютерами приводит к выраженному негативному эффекту. Субъективно недостаток легких аэроионов во вдыхаемом воздухе выражается в ощущении несвежести воздуха и нехватки кислорода. Наибольшее число жалоб, предъявляемых в условиях аэроионной недостаточности: неудовлетворительное самочувствие, повышенная утомляемость, частые головные боли, повышенное давление. Также негативно сказывается преобладание положительных аэроионов, которое может приводить к ухудшению самочувствия людей, бессоннице, утомлению, снижению работоспособности.
Литература:
Глобальная экологическая проблема. М.: Мысль, 1988.
«Безопасность жизнедеятельности» Под ред. С. В. Белова.- 3-е изд., перераб.- М.: Высш. шк., 2001.