电磁辐射的职业卫生问题.ppt

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1、电磁辐射的职业卫生问题,江苏省疾病预防控制中心职防所 叶明宪,一、电磁辐射的基本概念,电磁场与电磁辐射 变化的电场会激起变化的磁场，而变化的磁场又可以激起变化的电场，电现象与磁现象紧紧地联系在一起。这种交替产生的具有电场与磁场作用的物质空间，称为电磁场。任何交流电路都会向周围的空间放射电磁能，形成交变电磁场。 这种变化的电场与磁场交替产生，由近及远，互相垂直，并与自己的运动方向垂直的以一定速度在空间内传播的过程，称为电磁辐射，亦称为电磁波。,周期与频率 尽管电磁波跑得很快，可它不一定跑得很远。要使它跑得很远，就必须有迅速变化的电场与磁场，也就是要有很高的振荡的频率。 在交流电中，电子在导线内不

2、断地振动。从电子开始向一个方向运动起，由正值到负值然后又回到原点的平行位置，这一过程，称为电流的一次完全振动，发生一次完全振动的时间，称为周期。 频率为电流在导体内每一秒钟振动的次数。交流电频率的单位为赫兹或周。,射频电磁场 交流电的频率达到每秒钟10万次以上时，它的周围便形成了高频率的电场和磁场，这就是通常所说的射频电磁场，实践中，射频电磁场的表示单位可用波长()-毫米、厘米、米来表示；也可用 振荡频率(f)-周(赫兹) 、千周(千赫)、兆周(兆赫)来表示。 无线电波在电磁波谱中占有很大频段，按其波长与频率可分为八大类：,无线电波分类 频段名称 对应波段 缩写名称 频率范围 甚低频 万米波(

3、甚长波) VLF 3-30千周 低频 千米波(长波) LF 30-300千周 中频 百米波(中波) MF 300-3000千周 高频 十米波(短波) HF 3-30兆周 甚高频 米波(超短波) VHF 30-300兆周 特高频 分米波 UHF 300-3000兆周 超高频 厘米波 SHF 3-30千兆周 极高频 毫米波、亚毫米波 EHF 30-300千兆周 300-3000千兆周 无线电波波长从10000m至1mm。继无线电波之后为红外线、可视线、紫外线、X射线、射线。,场区分类及其特点 1、近区场 以场源为中心，在一个波长范围内的区域，统称为近区场。由于作用方式为电磁感应，所以又称为感应场，

4、受场源距离的限制，在感应场内，电磁能量将随着离开场源距离的增大而比较快的衰减。 特点：在近区场内，一般电压高电流小的场源电场强度比磁场强度大，电压低电流大的场源磁场强度又远大于电场强度。 近区场电磁场强度要比远区场电磁场强度大得多，而且近区场电磁场强度比远区场电磁场强度衰减速度快。 近区场电磁场感应现象与场源密切相关，近区场不能脱离场源而独立存在。 2、远区场 相对于近区场而言，在一个波长之外的区域称为远区场。它以辐射状态出现，所以也称辐射场。远区场巳脱离了场源而按自己的规律运动。远区场电磁辐射强度衰减比近区要慢。 特点：远区场以辐射状态存在，电场强度与磁场强度之间有固定关系。,场强影响因素

5、射频电磁场强度与许多因素有关其影响参数主要有： 功率：设备功率愈大，其辐射强度愈高，反之则小。功率与场强变化成正比关系。 与场源的距离：一般而言，与场源的距离加大，场强衰减很大。由此可知，屏蔽防护的重点在设备的近区。 屏蔽与接地：加强屏蔽与接地，就能大幅度地降低电磁辐射场强。是防止电磁泄漏的主要手段。 空间内有无金属天线或扫射电磁波的物体以及金属结构：由于金属体是良导体，所以在电磁场作用下，极易感应生成涡流；由于感应电流的作用，便产生了新的电磁辐射，致使在金属周围形成又一新的电磁作用场，即二次辐射。所以，在射频作业环境中尽量减少金属天线及金属物体，防止二次辐射。,电磁辐射场源 电磁场源分类：自

6、然型电磁场源；人工型电磁场源 分类 设备名称 污染来源与部件 放 电晕放电 电力线(送配电线) 由于高电压，大电流引起静电感应、电磁感应 电 煇光放电 放电管 白光灯、高压水银灯及其它放电管 所 弧光放电 开关、电气铁道等 点火系统、发电机、整流装置等 致 火花放电 电气设备、发动机 整流器、发电机、放电管、点火系统 场 冷藏车、汽车等 源 工频感应场源 大功率输电线、电气设备、 高电压、大电流的电力线场电气设备 电气铁道 射频辐射场源 无线电发射机、雷达等 广播、电视与通讯设备的振荡与发射系统 高频加热、热合机、微波 工业用射频设备的工作电路与振荡系统等 理疗机、治疗机 医学用射频设备的工作

7、电路与振荡系统等 家用电器 微波炉、电脑、电磁炉等 功率源为主 移动通信设备 手机等 天线为主 建筑物反射 高层楼群及大的金属构件 墙壁、钢筋、吊车等,电磁辐射污染的传播途径 大体分为空间辐射、导线传播和复合污染三种 空间辐射：由射频设备所形成的空间辐射，分为二种。以场源为中心，半径为一个波长的范围之内的电磁能量传播是以电磁感应方式为主。在半径为一个波长的范围之外的电磁能量传播，是以空间放射方式 。 导线传播：当射频设备与其它设备共用一个电源供电时，或者它们之间有电气连接时，那么电磁能量就会通过导线进行传播。 复合污染：它是当同时存在空间辐射和导线传播时所造成的电磁污染。,二、电磁辐射对人体健

8、康的危害,电磁辐射对人体的作用机理 到目前为止，电磁辐射对生物体的作用机制，大体上分为热效应与非热效应两类。 从事射频作业时，直接对机体产生作用的不是射频电流本身的接触作用，而是由于电磁辐射作用的结果 。机体处在射频电磁场的作用下，能吸收一定的辐射能量发生生物学作用，主要是热作用。,关于热作用的机理可以这样认为：对于人体组织而言，其电解质分为：非极性分子(分子在外电场不存在时，其正负电荷的中心是重合的)；极性分子(即使没有外电场的作用，其正负电荷的中心也不重合)。在电磁场作用下，非极性分子的正负电荷分别向相反的方向运动，致使分子发生极化作用，被极化了的分子被称为偶极子。由于电磁场方向变化极快，

9、致使偶极子发生迅速的取向作用。在取向过程中，偶极子与周围分子发生激烈碰撞而产生大量的热。所以，当机体处在电磁场中时，人体内的分子发生重新排列。由于分子在排列过程中的相互碰撞摩擦，消耗了场能而转化为热能引起热作用。此外体内电解质中的离子因受到场力作用而发生位置变化，当频率很高时将在其平衡位置振动，也能使电解质发热。同时，体内的某些成分为导体，在电磁场作用下可产生局部性感应涡流而导致生热。可以认为：电磁场强度愈大，分子运动过程中将场能转化为热能的量值愈大，身体的热作用就愈明显与剧烈。,电磁能在机体内的作用特性 人体对电磁能的吸收作用：电波特性与含水量有密切关系含水量达70%的组织 (皮肤、肌肉、肝

10、、肾等) ，吸收电磁能量多。含水量在70%以下的组织(脂肪、骨骼)，吸收电磁能量少，且呈反射、折射现象。 观察人体吸收电磁能量的情况可分为 在150MHZ以下的频段，电磁波在体内传播时衰减较小呈直接透过。 在150-1200MHZ的频段，人体对电磁波的吸收较大，其透入浓度在2cm以上。大部分电磁能量在人体内部被吸收掉，并转化为热能。这种热作用发生在体内组织上，不易被感觉到。这一频段被认为危险频段。 在1000-3300MHZ的频段，人体对电磁波的吸收较大，并且表面与深部均有吸收。此频段由于体表的吸收特性，造成人眼的水晶体在3000MHZ危险性最大。也被认为是次危险频段。 在3300MHZ以上的

11、频段电磁能量大部被体表吸收，其危害部位主要是皮肤和眼睛。,不同频段的电磁能对人体的危害与不良影响 中、短波频段(俗称高频电磁场) 高频辐射对机体的主要作用，是引起神经衰弱症候群和反映在心血管系统的植物神经功能失调。表现为头痛、头晕、无力失眠等；女性则有月经紊乱等。研究发现高频电磁场的作用是可逆的。 超短波与微波 由于超短波与微波的频率很高，人体则将一部份电磁能反射，一部分被吸收。从而引起人体温度上升。其功率、频率、波形、环境温度和湿度及被照射的部位等，对伤害的浓度和程度产生一定的影响。,微波辐射的热作用 微波对人体的影响除引起较严重的神经衰弱症候群外，最突出的是造成植物神经机能紊乱。主要反应在

12、心血管系统及交感紧张反应占优势的为多。 关于周围血象方面，呈白细胞数的不稳定性，主要是下降倾向。红细胞一般变化不明显可有轻度增加。大多认为可有血小板下降 对生殖的损伤，在微波辐射作用下可抑制精子的生长过程。 对眼睛的损伤，晶状体含有较多水份，能吸收较多的微波能量，同时眼睛的血管分布较少，不易带走过量的热。在眼的表层组织还没有出现伤害，晶体巳出现水肿。在大强度长时间作用下会造成晶体混浊，严重的导致白内障。 必须指出：微波所致白内障与性机能减退现象多为生物效应实验结果，而在实际中这两方面的病例较少，尚构不成普遍性。,微波辐射的非热效应 对神经系统的作用：长时间的微波辐射可破坏脑细胞，使脑皮质细胞活

13、动能力减弱，巳形成的条件反射受到抑制神经系统机能紊乱。 对血液系统的作用：可引起白细胞和红细胞数的减少并使血凝时间缩短。 微波辐射的累积效应：微波辐射对生物体危害的另一特点是累积效应。在多次重复辐照过程中，可以看到机体反应性的改变。 总的说来，电磁辐射对机体的作用，主要是引起 机能性改变，具有可复性特征，往往在停止接触数周后恢复。也有在大强度长期作用下，症状持继较久的情况。,磁场的生物学作用与危害,磁场强度与生物学作用：一般而言，生息在地球上的任何生物都处在磁场中所以零磁场对生物来说是个异常环境。随着磁场强度的增加，磁场的生物学作用将愈加明显。 磁场的生物学效应：对神经、微生物、成长与老化、血

14、液、呼吸、创伤治疗、肿瘤都具有生物学效应。 磁场对人体健康的益与害：有治疗效果。但在过大强度的情况下可造成危害。如对子代影响等。,环境中的电磁辐射与污染,广播电视发射系统的电磁辐射与污染 微波发射系统辐射污染与危害 高压、超高压输送电线与变配电站的电磁污染 工、科、医射频辐射污染 电气化交通设施的辐射干扰 家电的辐射污染,电磁辐射对机体作用的相关因素与安全卫生标准,电磁辐射对机体作用的相关因素 场强：场强愈大对机体的影响愈严重。 频率(波长)：一般来说，长波对人的影响较弱，随着波长的缩短，对人体的影响加重。 作用时间与作用周期：作用时间愈长，影响程度愈严重。作用周期愈短，影响程度也愈严重。 与

15、辐射源的间距：辐射强度随辐射源距离的加大而迅速递减。 振荡性质：脉冲波对机体的不良影响比连续波严重。 作业现场环境温度和湿度：温度愈高，机体表现的症状愈突出；湿度愈大，愈不利于散热，也不利于作业人员健康。 年龄与性别：一般女性与儿童较敏感。 适应与累积作用,作业场所电磁辐射安全卫生标准 此类标准按工作频率可划分为： 作业场所工频电场卫生标准(GB16203-1996)； 作业场所高频辐射卫生标准(GB) ； 作业场所甚高频辐射卫生标准(GB10437-89) 作业场所微波辐射卫生标准(GB10436-89) GBZ 1-2002 工业企业设计卫生标准,工业企业设计卫生标准(GBZ 1-2002

16、),工作地点微波(300MHZ- 300GHZ)电磁辐射强度标准 波形 平均功率密度 日总计量 连续波 50w/cm2 400 w/cm2 脉冲波固定辐射 25w/cm2 200 w/cm2 脉冲波非固定辐射 500 w/cm2 4000 w/cm2 接触连续波时间小于8小时按下式计算 Pd=400/t Pd:容许平均功率密度 t：时间 接触脉冲波时间小于8小时按下式计算 Pd=200/t 短时间接触时卫生限值不得大于5 w/cm2，同时使用个人防护用品,高频电磁辐射(频率30MHZ- 300MHZ) 工作地点辐射强度卫生限值 波形 接触时间 功率密度 h mw/cm2 v/m 连续波 8 0

17、.05 14 4 0.10 19 脉冲波 8 0.025 10 4 0.05 14,工频超高压电场强度标准 产生工频超高压电场的设备安装地址(位置)的选择应与居住区、学校、医院、幼儿园等生活、工作区保持一定的距离。达到上述地区的电场强度不应超过1kv/m. 从事工频高压电作业场所的电场强度不应超过5kv/m,电磁辐射污染的基本防护原理与技术,制定防护技术措施的基本原理： 加强电磁兼容性设计审查与管理 认真做好模拟预测与危害分析 设备的合理设计 实行屏蔽 射频接地 吸收防护 采用机械化与自动化作业，实行距离防护 滤波 设备的正确使用 加强个人防护,屏蔽原理 屏蔽是防止电磁辐射的关键。那么，什么样

18、的屏蔽才算得上是最好的？它应当是理想的密封屏蔽包売，而且屏蔽包売要良好接地。 实施屏蔽要点 屏蔽高频电场应该用铜、铝和镁等良导体，以得到最高的反射损耗。 屏蔽低频磁场应该用铁和镍金属等磁性材料，以得到最高的贯穿损耗。 任何一种屏蔽材料只要其厚度足以支撑自身，就足以屏蔽电场。 采用薄膜屏蔽层时，在材料的厚度低于/4的情况下，屏蔽效果恒定。 多层屏蔽能提供较高的屏蔽效果，且能拓宽屏蔽的频率范围。 应认真对待所有的开口和间断点，保证屏蔽效果的减弱程度降到最低。 尽可能实现接缝处整个交接表面之间的紧密接触。 待配合表面必须予以清洁而且不能有不导电涂层。,接地技术 接地目的 防止设备外壳或在正常状态下不

19、带电的部分由于电荷积累、电压上升等原因意外带电，所采取的用良导体接地可防止因触电等意外。 防止电磁辐射，将射频设备外壳或馈线屏蔽层用专门导体接地避免或减小电磁辐射污染。,吸收材料 一般说来，大部分材料对射频能量均有一定的吸收作用。利用这些吸收体使空间行进的电磁波能量得到衰减，亦是一种卓有成效的防护技术。例如一座高层建筑物对电视信号或雷达的辐射就具有较明显的衰减作用。吸收防护主要用于微波频段。,常用电磁辐射个体防护产品 品名 分类与规格 采用功能性的材料 屏蔽效能 男衬衫 不锈钢纤维 20-30dB 女衬衫 不锈钢纤维 20-30dB 男短袖衬衫 不锈钢纤维 20-30dB 女短袖衬衫 不锈钢纤

20、维 20-30dB 防护围裙 A 不锈钢纤维 20-30dB B 金属化镀膜材料 防护马甲 A 不锈钢纤维 20-30dB B 金属化镀膜材料 20-30dB 防护大褂 A 不锈钢纤维 30-40dB B 金属化镀膜材料 30-40dB 孕妇裙 不锈钢纤维 20-30dB 肚兜 不锈钢纤维 20-30dB 孕妇裤 不锈钢纤维 20-30dB 夹克防护套装 不锈钢纤维 30-40dB 屏蔽布 A 不锈钢纤维布 50-58dB B 化镀镀膜布 5058dB 屏蔽布(面料) 不锈钢纤维 20-30dB 屏蔽里子绸 不锈钢纤维 1018dB 屏蔽衬衫布 不锈钢纤维 20-30dB 防护屏(玻璃) 14

21、17寸镀膜 20-25dB 防护镜 平镜 镀膜 10-15dB 近视及其它功能 镀膜 10-15dB,对电磁辐射区内工作人员的防护措施 l 推测或检测到射频功率密度超过50W/cm2的区域，应认为是电磁辐射潜在危险区。 l 人员容易误入的危险区域应设有警告标记。除非有紧急情况，凡经计 算或用场强计测量超过50W/cm2的区域，不允许人员在未采取防护措施的情况下进入。 l 应防止大功率信号发生器在试验过程中放电，因为它将对其周围区域 内产生大于50W/cm2的电磁辐射。在做此类操作时，应用假负载或其它吸收材料吸收其输出能量。 l 应利用保护用品使辐射危害减至最小。必须保证在发射天线射束区内工作 的维护人员穿好保护服装。 l 应该禁止身上带有金属移植件，心脏起搏器等辅助装置的人员进入电 磁辐射区。 l 应给受到辐射源，电磁能和高压装置辐射的人员作定期身体检查。,谢 谢,