電磁輻射的職業(yè)衛(wèi)生問題

1、電磁輻射的職業(yè)衛(wèi)生問題,江蘇省疾病預(yù)防控制中心職防所葉明憲,一、電磁輻射的基本概念,電磁場與電磁輻射 變化的電場會激起變化的磁場，而變化的磁場又可以激起變化的電場，電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象緊緊地聯(lián)系在一起。這種交替產(chǎn)生的具有電場與磁場作用的物質(zhì)空間，稱為電磁場。任何交流電路都會向周圍的空間放射電磁能，形成交變電磁場。 這種變化的電場與磁場交替產(chǎn)生，由近及遠，互相垂直，并與自己的運動方向垂直的以一定速度在空間內(nèi)傳播的過程

2、，稱為電磁輻射，亦稱為電磁波。,,周期與頻率 盡管電磁波跑得很快，可它不一定跑得很遠。要使它跑得很遠，就必須有迅速變化的電場與磁場，也就是要有很高的振蕩的頻率。 在交流電中，電子在導(dǎo)線內(nèi)不斷地振動。從電子開始向一個方向運動起，由正值到負值然后又回到原點的平行位置，這一過程，稱為電流的一次完全振動，發(fā)生一次完全振動的時間，稱為周期。 頻率為電流在導(dǎo)體內(nèi)每一秒鐘振動的次數(shù)。交流電頻率的單位為赫茲或周。,

3、,射頻電磁場 交流電的頻率達到每秒鐘10萬次以上時，它的周圍便形成了高頻率的電場和磁場，這就是通常所說的射頻電磁場，實踐中，射頻電磁場的表示單位可用波長(λ)-毫米、厘米、米來表示；也可用 振蕩頻率(f)-周(赫茲) 、千周(千赫)、兆周(兆赫)來表示。 無線電波在電磁波譜中占有很大頻段，按其波長與頻率可分為八大類：,,無線電波分類頻段名稱 對應(yīng)波段 縮寫名稱 頻率范圍甚

4、低頻 萬米波(甚長波) VLF 3-30千周低頻 千米波(長波) LF 30-300千周中頻 百米波(中波) MF 300-3000千周高頻 十米波(短波) HF 3-30兆周甚高頻 米波(超短波) VHF

5、 30-300兆周特高頻 分米波 UHF 300-3000兆周超高頻 厘米波 SHF 3-30千兆周極高頻 毫米波、亞毫米波 EHF 30-300千兆周 300-300

6、0千兆周 無線電波波長從10000m至1mm。繼無線電波之后為紅外線、可視線、紫外線、X射線、γ射線。,,,,,場區(qū)分類及其特點1、近區(qū)場 以場源為中心，在一個波長范圍內(nèi)的區(qū)域，統(tǒng)稱為近區(qū)場。由于作用方式為電磁感應(yīng)，所以又稱為感應(yīng)場，受場源距離的限制，在感應(yīng)場內(nèi)，電磁能量將隨著離開場源距離的增大而比較快的衰減。 特點：①在近區(qū)場內(nèi)，一般電壓高電流小的場源電場強度比磁場強度大，電壓低電流大的場源磁場強度又遠大于電場

7、強度。 ②近區(qū)場電磁場強度要比遠區(qū)場電磁場強度大得多，而且近區(qū)場電磁場強度比遠區(qū)場電磁場強度衰減速度快。 ③近區(qū)場電磁場感應(yīng)現(xiàn)象與場源密切相關(guān)，近區(qū)場不能脫離場源而獨立存在。2、遠區(qū)場 相對于近區(qū)場而言，在一個波長之外的區(qū)域稱為遠區(qū)場。它以輻射狀態(tài)出現(xiàn)，所以也稱輻射場。遠區(qū)場巳脫離了場源而按自己的規(guī)律運動。遠區(qū)場電磁輻射強度衰減比近區(qū)要慢。 特點：遠區(qū)場以輻射狀態(tài)存在，電場強度與磁場強度之間有固定關(guān)系。,,場

8、強影響因素 射頻電磁場強度與許多因素有關(guān)其影響參數(shù)主要有：●功率：設(shè)備功率愈大，其輻射強度愈高，反之則小。功率與場強變化成正比關(guān)系?！衽c場源的距離：一般而言，與場源的距離加大，場強衰減很大。由此可知，屏蔽防護的重點在設(shè)備的近區(qū)?！衿帘闻c接地：加強屏蔽與接地，就能大幅度地降低電磁輻射場強。是防止電磁泄漏的主要手段。●空間內(nèi)有無金屬天線或掃射電磁波的物體以及金屬結(jié)構(gòu)：由于金屬體是良導(dǎo)體，所以在電磁場作用下，極易感應(yīng)生成渦流；由

9、于感應(yīng)電流的作用，便產(chǎn)生了新的電磁輻射，致使在金屬周圍形成又一新的電磁作用場，即二次輻射。所以，在射頻作業(yè)環(huán)境中盡量減少金屬天線及金屬物體，防止二次輻射。,,電磁輻射場源電磁場源分類：自然型電磁場源；人工型電磁場源分類 設(shè)備名稱 污染來源與部件放 電暈放電 電力線(送配電線) 由于高電壓，大電流引起靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)電 煇光放

10、電 放電管 白光燈、高壓水銀燈及其它放電管所 弧光放電 開關(guān)、電氣鐵道等 點火系統(tǒng)、發(fā)電機、整流裝置等致 火花放電 電氣設(shè)備、發(fā)動機 整流器、發(fā)電機、放電管、點火系統(tǒng)場 冷藏車、汽車等源工頻感應(yīng)場源 大功率輸電線、電氣設(shè)備、 高電壓、大電流的電力線場電氣設(shè)備

11、 電氣鐵道射頻輻射場源 無線電發(fā)射機、雷達等 廣播、電視與通訊設(shè)備的振蕩與發(fā)射系統(tǒng) 高頻加熱、熱合機、微波 工業(yè)用射頻設(shè)備的工作電路與振蕩系統(tǒng)等 理療機、治療機 醫(yī)學(xué)用射頻設(shè)備的工作電路與振蕩系統(tǒng)等家用電器 微波爐、電腦、電磁爐

12、等 功率源為主移動通信設(shè)備 手機等 天線為主建筑物反射 高層樓群及大的金屬構(gòu)件 墻壁、鋼筋、吊車等,,,,,,,,,,,電磁輻射污染的傳播途徑 大體分為空間輻射、導(dǎo)線傳播和復(fù)合污染三種●空間輻射：由射頻設(shè)備所形成的空間輻射，分為二種。①以場源為中心，半徑為一個波長的范圍之內(nèi)的電磁能量傳播是以電磁感應(yīng)方式為主。②在半徑為一個波長

13、的范圍之外的電磁能量傳播，是以空間放射方式 ?！駥?dǎo)線傳播：當(dāng)射頻設(shè)備與其它設(shè)備共用一個電源供電時，或者它們之間有電氣連接時，那么電磁能量就會通過導(dǎo)線進行傳播?！駨?fù)合污染：它是當(dāng)同時存在空間輻射和導(dǎo)線傳播時所造成的電磁污染。,二、電磁輻射對人體健康的危害,電磁輻射對人體的作用機理 到目前為止，電磁輻射對生物體的作用機制，大體上分為熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)兩類。 從事射頻作業(yè)時，直接對機體產(chǎn)生作用的不是射頻電流本身的接觸作用，而是由于

14、電磁輻射作用的結(jié)果 。機體處在射頻電磁場的作用下，能吸收一定的輻射能量發(fā)生生物學(xué)作用，主要是熱作用。,,關(guān)于熱作用的機理可以這樣認為：對于人體組織而言，其電解質(zhì)分為：非極性分子(分子在外電場不存在時，其正負電荷的中心是重合的)；極性分子(即使沒有外電場的作用，其正負電荷的中心也不重合)。在電磁場作用下，非極性分子的正負電荷分別向相反的方向運動，致使分子發(fā)生極化作用，被極化了的分子被稱為偶極子。由于電磁場方向變化極快，致使偶極子發(fā)生迅速的

15、取向作用。在取向過程中，偶極子與周圍分子發(fā)生激烈碰撞而產(chǎn)生大量的熱。所以，當(dāng)機體處在電磁場中時，人體內(nèi)的分子發(fā)生重新排列。由于分子在排列過程中的相互碰撞摩擦，消耗了場能而轉(zhuǎn)化為熱能引起熱作用。此外體內(nèi)電解質(zhì)中的離子因受到場力作用而發(fā)生位置變化，當(dāng)頻率很高時將在其平衡位置振動，也能使電解質(zhì)發(fā)熱。同時，體內(nèi)的某些成分為導(dǎo)體，在電磁場作用下可產(chǎn)生局部性感應(yīng)渦流而導(dǎo)致生熱。可以認為：電磁場強度愈大，分子運動過程中將場能轉(zhuǎn)化為熱能的量值愈大，身體

16、的熱作用就愈明顯與劇烈。,,電磁能在機體內(nèi)的作用特性人體對電磁能的吸收作用：電波特性與含水量有密切關(guān)系①含水量達70%的組織 (皮膚、肌肉、肝、腎等) ，吸收電磁能量多。②含水量在70%以下的組織(脂肪、骨骼)，吸收電磁能量少，且呈反射、折射現(xiàn)象。觀察人體吸收電磁能量的情況可分為①在150MHZ以下的頻段，電磁波在體內(nèi)傳播時衰減較小呈直接透過。②在150-1200MHZ的頻段，人體對電磁波的吸收較大，其透入濃度在2cm以上。大部

17、分電磁能量在人體內(nèi)部被吸收掉，并轉(zhuǎn)化為熱能。這種熱作用發(fā)生在體內(nèi)組織上，不易被感覺到。這一頻段被認為危險頻段。③在1000-3300MHZ的頻段，人體對電磁波的吸收較大，并且表面與深部均有吸收。此頻段由于體表的吸收特性，造成人眼的水晶體在3000MHZ危險性最大。也被認為是次危險頻段。 ④在3300MHZ以上的頻段電磁能量大部被體表吸收，其危害部位主要是皮膚和眼睛。,,不同頻段的電磁能對人體的危害與不良影響中、短波頻段(俗稱高頻電

18、磁場)高頻輻射對機體的主要作用，是引起神經(jīng)衰弱癥候群和反映在心血管系統(tǒng)的植物神經(jīng)功能失調(diào)。表現(xiàn)為頭痛、頭暈、無力失眠等；女性則有月經(jīng)紊亂等。研究發(fā)現(xiàn)高頻電磁場的作用是可逆的。超短波與微波由于超短波與微波的頻率很高，人體則將一部份電磁能反射，一部分被吸收。從而引起人體溫度上升。其功率、頻率、波形、環(huán)境溫度和濕度及被照射的部位等，對傷害的濃度和程度產(chǎn)生一定的影響。,,微波輻射的熱作用 微波對人體的影響除引起較嚴(yán)重的神經(jīng)衰弱癥候群

19、外，最突出的是造成植物神經(jīng)機能紊亂。主要反應(yīng)在心血管系統(tǒng)及交感緊張反應(yīng)占優(yōu)勢的為多。 關(guān)于周圍血象方面，呈白細胞數(shù)的不穩(wěn)定性，主要是下降傾向。紅細胞一般變化不明顯可有輕度增加。大多認為可有血小板下降 對生殖的損傷，在微波輻射作用下可抑制精子的生長過程。 對眼睛的損傷，晶狀體含有較多水份，能吸收較多的微波能量，同時眼睛的血管分布較少，不易帶走過量的熱。在眼的表層組織還沒有出現(xiàn)傷害，晶體巳出現(xiàn)水腫。在大強度長時間作用下會造

20、成晶體混濁，嚴(yán)重的導(dǎo)致白內(nèi)障。 必須指出：微波所致白內(nèi)障與性機能減退現(xiàn)象多為生物效應(yīng)實驗結(jié)果，而在實際中這兩方面的病例較少，尚構(gòu)不成普遍性。,,微波輻射的非熱效應(yīng)對神經(jīng)系統(tǒng)的作用：長時間的微波輻射可破壞腦細胞，使腦皮質(zhì)細胞活動能力減弱，巳形成的條件反射受到抑制神經(jīng)系統(tǒng)機能紊亂。對血液系統(tǒng)的作用：可引起白細胞和紅細胞數(shù)的減少并使血凝時間縮短。微波輻射的累積效應(yīng)：微波輻射對生物體危害的另一特點是累積效應(yīng)。在多次重復(fù)輻照過程中，可

21、以看到機體反應(yīng)性的改變。 總的說來，電磁輻射對機體的作用，主要是引起 機能性改變，具有可復(fù)性特征，往往在停止接觸數(shù)周后恢復(fù)。也有在大強度長期作用下，癥狀持繼較久的情況。,磁場的生物學(xué)作用與危害,磁場強度與生物學(xué)作用：一般而言，生息在地球上的任何生物都處在磁場中所以零磁場對生物來說是個異常環(huán)境。隨著磁場強度的增加，磁場的生物學(xué)作用將愈加明顯。磁場的生物學(xué)效應(yīng)：對神經(jīng)、微生物、成長與老化、血液、呼吸、創(chuàng)傷治療、腫瘤都具有生物學(xué)效應(yīng)。

22、磁場對人體健康的益與害：有治療效果。但在過大強度的情況下可造成危害。如對子代影響等。,環(huán)境中的電磁輻射與污染,●廣播電視發(fā)射系統(tǒng)的電磁輻射與污染●微波發(fā)射系統(tǒng)輻射污染與危害●高壓、超高壓輸送電線與變配電站的電磁污染●工、科、醫(yī)射頻輻射污染●電氣化交通設(shè)施的輻射干擾●家電的輻射污染,電磁輻射對機體作用的相關(guān)因素與安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),電磁輻射對機體作用的相關(guān)因素●場強：場強愈大對機體的影響愈嚴(yán)重?！耦l率(波長)：一般來說，長波對人的

23、影響較弱，隨著波長的縮短，對人體的影響加重。●作用時間與作用周期：作用時間愈長，影響程度愈嚴(yán)重。作用周期愈短，影響程度也愈嚴(yán)重。●與輻射源的間距：輻射強度隨輻射源距離的加大而迅速遞減?！裾袷幮再|(zhì)：脈沖波對機體的不良影響比連續(xù)波嚴(yán)重?！褡鳂I(yè)現(xiàn)場環(huán)境溫度和濕度：溫度愈高，機體表現(xiàn)的癥狀愈突出；濕度愈大，愈不利于散熱，也不利于作業(yè)人員健康?！衲挲g與性別：一般女性與兒童較敏感?！襁m應(yīng)與累積作用,,作業(yè)場所電磁輻射安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)此類標(biāo)

24、準(zhǔn)按工作頻率可劃分為：●作業(yè)場所工頻電場衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB16203-1996)；●作業(yè)場所高頻輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB) ；●作業(yè)場所甚高頻輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB10437-89)●作業(yè)場所微波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB10436-89)●GBZ 1-2002 工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GBZ 1-2002),工作地點微波(300MHZ- 300GHZ)電磁輻射強度標(biāo)準(zhǔn) 波形 平均功率密

25、度 日總計量 連續(xù)波 50μw/cm2 400 μw/cm2脈沖波固定輻射 25μw/cm2 200 μw/cm2脈沖波非固定輻射 500 μw/cm2 4000 μw/cm2接觸連續(xù)波時間小于8小時按下式計算Pd=400/t Pd:容許平均功率密度 t：時間接觸脈沖波時間小于8小時按下式計算Pd=200/t短時間接觸時衛(wèi)生限值不得大于5 μ

26、w/cm2，同時使用個人防護用品,,,,,高頻電磁輻射(頻率30MHZ- 300MHZ) 工作地點輻射強度衛(wèi)生限值 波形 接觸時間 功率密度 h mw/cm2 v/m連續(xù)波 8 0.05 14

27、 4 0.10 19脈沖波 8 0.025 10 4 0.05 14,,,,,工頻超高壓電場強度標(biāo)準(zhǔn)● 產(chǎn)生工頻超高壓電場的設(shè)備安裝地址(位置)的選擇應(yīng)與居住區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園等生

28、活、工作區(qū)保持一定的距離。達到上述地區(qū)的電場強度不應(yīng)超過1kv/m.●從事工頻高壓電作業(yè)場所的電場強度不應(yīng)超過5kv/m,電磁輻射污染的基本防護原理與技術(shù),制定防護技術(shù)措施的基本原理：●加強電磁兼容性設(shè)計審查與管理 ●認真做好模擬預(yù)測與危害分析●設(shè)備的合理設(shè)計●實行屏蔽●射頻接地●吸收防護●采用機械化與自動化作業(yè)，實行距離防護●濾波●設(shè)備的正確使用●加強個人防護,,屏蔽原理屏蔽是防止電磁輻射的關(guān)鍵。那么，什么樣的

29、屏蔽才算得上是最好的？它應(yīng)當(dāng)是理想的密封屏蔽包売，而且屏蔽包売要良好接地。實施屏蔽要點●屏蔽高頻電場應(yīng)該用銅、鋁和鎂等良導(dǎo)體，以得到最高的反射損耗?！衿帘蔚皖l磁場應(yīng)該用鐵和鎳金屬等磁性材料，以得到最高的貫穿損耗。 ●任何一種屏蔽材料只要其厚度足以支撐自身，就足以屏蔽電場?！癫捎帽∧て帘螌訒r，在材料的厚度低于λ/4的情況下，屏蔽效果恒定?！穸鄬悠帘文芴峁┹^高的屏蔽效果，且能拓寬屏蔽的頻率范圍?！駪?yīng)認真對待所有的開口和間斷點，

30、保證屏蔽效果的減弱程度降到最低。●盡可能實現(xiàn)接縫處整個交接表面之間的緊密接觸?！翊浜媳砻姹仨氂枰郧鍧嵍也荒苡胁粚?dǎo)電涂層。,,接地技術(shù)接地目的①防止設(shè)備外殼或在正常狀態(tài)下不帶電的部分由于電荷積累、電壓上升等原因意外帶電，所采取的用良導(dǎo)體接地可防止因觸電等意外。②防止電磁輻射，將射頻設(shè)備外殼或饋線屏蔽層用專門導(dǎo)體接地避免或減小電磁輻射污染。,,吸收材料一般說來，大部分材料對射頻能量均有一定的吸收作用。利用這些吸收體使空間行進

31、的電磁波能量得到衰減，亦是一種卓有成效的防護技術(shù)。例如一座高層建筑物對電視信號或雷達的輻射就具有較明顯的衰減作用。吸收防護主要用于微波頻段。,,常用電磁輻射個體防護產(chǎn)品 品名 分類與規(guī)格 采用功能性的材料 屏蔽效能 男襯衫 不銹鋼纖維 20-30dB

32、女襯衫 不銹鋼纖維 20-30dB男短袖襯衫 不銹鋼纖維 20-30dB 女短袖襯衫 不銹鋼纖維 20-30dB 防護圍裙

33、 A 不銹鋼纖維 20-30dB B 金屬化鍍膜材料  防護馬甲 A 不銹鋼纖維 20-30dB B

34、 金屬化鍍膜材料 20-30dB 防護大褂 A 不銹鋼纖維 30-40dB B 金屬化鍍膜材料 30-40dB 孕婦裙

35、 不銹鋼纖維 20-30dB 肚兜 不銹鋼纖維 20-30dB 孕婦褲 不銹鋼纖維 20-30dB 夾克防護套裝

36、 不銹鋼纖維 30-40dB 屏蔽布 A 不銹鋼纖維布 50-58dB B 化鍍鍍膜布 50－58dB 屏蔽布(面料)

37、 不銹鋼纖維 20-30dB 屏蔽里子綢 不銹鋼纖維 10－18dB 屏蔽襯衫布 不銹鋼纖維 20-30dB 防護屏(玻璃) 14－17寸鍍膜

38、 20-25dB 防護鏡 平鏡 鍍膜 10-15dB  近視及其它功能 鍍膜 10-15dB,,對電磁輻射區(qū)內(nèi)工作人員的防護措施 l      &#

39、160;  推測或檢測到射頻功率密度超過50?W/cm2的區(qū)域，應(yīng)認為是電磁輻射潛在危險區(qū)。 l         人員容易誤入的危險區(qū)域應(yīng)設(shè)有警告標(biāo)記。除非有緊急情況，凡經(jīng)計 算或用場強計測量超過50?W/cm2的區(qū)域，不允許人員在未采取防護措施的情況下進入。 l       

40、;  應(yīng)防止大功率信號發(fā)生器在試驗過程中放電，因為它將對其周圍區(qū)域 內(nèi)產(chǎn)生大于50?W/cm2的電磁輻射。在做此類操作時，應(yīng)用假負載或其它吸收材料吸收其輸出能量。 l         應(yīng)利用保護用品使輻射危害減至最小。必須保證在發(fā)射天線射束區(qū)內(nèi)工作 的維護人員穿好保護服裝。 l