Реферат на тему: Магнітне поле і особливості його впливу на людину

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

Магнітне поле і особливості його впливу на людину

 

Магнітне поле — вид матерії, яка існує навколо рухомих  електричне заряджених частинок речовини і здійснює їх взаємодію. Воно створюється  рухомими електричними зарядами або  змінним електричним полем.

У промисловості широко застосовують магнітні пристрої (електромагніти, постійні магніти) — від слабких до гігантських  у прискорювачах ядерних частинок, здатних створювати магнітне поле (МП). Крім того, МП може виникати і як супутній фактор в електротехнічних пристроях, через які надходить постійний електричний струм. Розрізняють МП постійне (ПМП), змінне низькочастотне (2-50 Гц) та імпульсне (ІМП). Найпоширенішими є технологічні процеси із застосуванням постійного МП.

Постійне МП створюється постійним електричним струмом або речовинами, які мають властивості постійних магнітів.

Магнітні властивості виявляються  в усьому, що оточує людину, проте  у більшості тіл — дуже неістотно. Сильні магнітні властивості мають  мінерали, які належать до оксидів заліза й титану (магнетит, гематит, титаномагнетит, титаногематит) і мають особливу атомно-кристалічну структуру. Хімічні елементи з вираженими магнітними властивостями називаються феромагнетиками. До них належать залізо, нікель, кобальт та їхні сплави, які використовують для виготовлення постійних магнітів.

Структура одного й того самого МП в різних точках різна. У точках, де силові лінії МП паралельні, його напруженість однакова. Таке МП називають однорідним. У неоднорідному МП силові лінії непара-лельні і напруженість поля у різних точках різна. Напруженість у точці МП тим більша, чим густіші в ній силові лінії. Існує кілька теорій намагнічування. Згідно з останньою теорією, магнетизм походить від електронів атомів, що здатні обертатися й рухаються замкнутими орбітами в атомах. Такі замкнуті струми утворюють МП, аналогічне полю витка з електричним струмом.

Джерела магнітних полів на виробництві

Взаємодія МП практично з усіма речовинами зумовила їх застосування в багатьох технологічних процесах. Здатність феромагнітних матеріалів до намагнічування використовують для виробництва постійних магнітів, запам'ятовуючих логічних пристроїв, в обчислювальній техніці тощо. Постійне МП істотно впливає на феромагнетики. На цьому грунтується застосування магнітів у підйомних кранах і магнітних сепараторах, а також електромагнітів у медицині. Магніти застосовують в електродвигунах і генераторах постійного струму, в електронно-оптичних приладах, магнетронах, пристроях електромагнітного захисту від іонізуючого випромінювання.

Здатність МП до взаємодії з парамагнітними та діамагнітними речовинами використовують для магнітної обробки води, наприклад, для того, щоб запобігти утворенню накипу в котлах, для збагачення корисних копалин, у процесах ядерного магнітного резонансу (ЯМР) та електронного парамагнітного. Метод ЯМР використовують у медицині для діагностики та лікування хворих.

У техніці розрізняють МП слабкі, середні, сильні та надсильні. Слабкі та середні МП застосовують в електро-, радіотехніці та електроніці, середні — у наукових дослідженнях (у прискорювачах заряджених частинок, камері Вільсона, іскровій камері, мас-спектрометрах, дослідженні дії МП на живі організми тощо), сильні — у фізиці твердого тіла, для дослідження феромагнетизму та антиферомагнетизму, для одержання наднизьких температур тощо. Надсильні МП застосовують у дослідженні властивостей речовин, процесів, що відбуваються в надрах планет і зірок.

Впливу ПМП працівники зазнають при виготовленні постійних магнітів, складанні магнітних систем, монтажі  пристроїв з магнітними деталями (генератори, двигуни постійного струму). Під час роботи на магнітних установках і з магнітними матеріалами робоче місце перебуває в зоні неоднорідних МП. Напруженість МП знижується з віддаленням від обладнання та магнітних матеріалів; на відстані до двох метрів від магнітних установок і до одного метра від постійних магнітів напруженість МП дуже неістотна. Зниженням напруженості МП пояснюється також її нерівномірність у робочій зоні, внаслідок чого різні ділянки тіла людини зазнають дії МП різної напруженості. Найбільшого впливу МП зазнають руки, набагато менше опромінюються груди, голова, живіт, нижні кінцівки.

Біологічна дія постійного магнітного поля на людину

Вплив ПМП на функціональний стан і здоров'я людини вивчений ще недостатньою мірою. Найчастіше від впливу ПМП у людини порушується функція нервової і серцево-судинної систем, а також функція вегетативної іннервації верхніх кінцівок (гіпергідроз долонь, "марму-ровість" і зниження температури шкіри, гіперстезія кінцівок за типом "рукавичок"). При капіляроскопії нігтьового ложа пальців верхніх кінцівок виявляються лабільність капілярів і схильність їх до спазму.

Розрізняють первинні (фізико-хімічні), кібернетичні та загальні механізми  біологічної дії ПМП. Основними  фізико-хімічними механізмами є зміна траєкторії заряду, що рухається в МП, зміщення або обертання анізотропних частинок, що мають різну магнітну сприйнятливість, хімічна поляризація електронів і ядер, що змінює кінетику хімічних реакцій.

Виявляють кібернетичні механізми шляхом реєстрації початкових реакцій біосистеми під дією на неї ПМП. Встановлено, що порогові межі МП, які викликають біологічні ефекти, становлять частки або одиниці ампера на 1 м МП при застосуванні різних тестів; неоднорідні

ПМП викликають більші зміни за інших рівних умов; переривчаста дія ПМП викликає значнішу реакцію біосистеми, ніж непереривчаста. Напрям, величина і вираженість відповідних реакцій біосистеми більшою мірою залежать від її початкового стану (період розвитку хвороби, психічний стан, зовнішні впливи інших факторів), ніж від показників ПМП. При цьому зауважимо, що ПМП навіть дуже високої напруженості не знищує біосистеми.

Загальні біологічні механізми  не мають електромагнітної специфіки  і їх потрібно розглядати із загальних  фізіологічних позицій. У процесі еволюції тваринний світ і людина пристосовувалися до впливу ЕМП певного діапазону. Якщо напруженість ПМП перевищує фонову напруженість геомагнітного поля Землі, то відбувається прискорення перебігу окремих фізіологічних і біохімічних процесів. Тому доцільно визначити біологічну активність цього нового виробничого фактора. Було виявлено, що під впливом ПМП великої напруженості змінюється хімічний склад сироватки крові, а в разі тривалої дії ПМП відбуваються фазові зміни морфологічної картини крові та кісткового мозку, активізується протизсідальна система крові, знижуються тромбоутворення, імунологічна реактивність за показниками фагоцитозу, антитілоутворення. Відомий вплив ПМП на функціональне співвідношення процесів збудження та гальмування у структурах мозку — посилюються процеси збудження в корі великих півкуль, мозочку, гіпоталамусі. Внаслідок впливу ПМП підвищується вміст адреналіну та норадреналіну в крові й кортикостерону у тканинах надниркових залоз. Зміна рівня гормонів, у свою чергу, призводить до порушень функції серцево-судинної системи.

Серцево-судинні порушення виявляються  у зміні частоти серцевих скорочень, глухості серцевих тонів, лабільності  артеріального тиску, відхиленні від  норми ритму та провідності, зниженні функціональної здатності міокарду.

Заходи профілактики негативного  впливу магнітного поля

Профілактика негативного впливу МП на людину зводиться до захисту її шляхом віддалення робочих місць від зони дії МП і екранування. Магнітні матеріали та пристрої в загальних приміщеннях слід розміщувати на відстані 1,5-2 м від робочих місць. На такій самій відстані необхідно розміщувати магнітні установки.

Оскільки робота в зоні МП часто пов'язана з дією додаткових факторів виробничого середовища, наприклад з виділенням теплоти, слід

передбачати термоізоляцію електропечей, встановлювати вентиляцію у приміщеннях, де відбувається термічна обробка, а  також розміщувати біля люків  печей екрани з оглядовим склом. В окремих випадках потрібно застосовувати  пилопригнічення.

Особи, які працюють на магнітних установках і з магнітними матеріалами, підлягають запобіжним і періодичним медичним оглядам один раз на два роки. В огляді мають брати участь лікар-терапевт, невропатолог і, за показаннями, отоларинголог, окуліст і рентгенолог. Медичними протипоказаннями до роботи в умовах дії магнітного поля є органічні захворювання серця і судин, центральної та периферичної нервової систем, особливо вегетативні поліневрити, виражені ендокринні захворювання.

4.6. Ультрафіолетове, видиме  і лазерне випромінювання в робочих зонах

Ультрафіолетове випромінювання

Ультрафіолетове випромінювання (УФВ) — це частина спектра електромагнітного  випромінювання з довжиною хвилі  до 400 нм. В умовах виробництва працівники найчастіше зазнають впливу УФВ з  довжиною хвилі 220-360 нм.

За фотобіологічним ефектом  спектр УФВ поділяється на чотири ділянки:

А — викликає стійку біологічну дію;

В — сильно діє на шкіру;

С — виражено діє на тканинні білки і ліпіди;

вакуумна — вбирається всіма  матеріалами і середовищами і  на стан людини не впливає.

Ультрафіолетове випромінювання виробничих джерел (ділянка С) здатне змінювати  газовий склад атмосферного повітря  внаслідок його іонізації. Утворювані при цьому озон і оксид азоту  високотоксичні й можуть стати небезпечними при виконанні зварювальних робіт, які супроводжуються УФВ, у приміщеннях з недостатньою вентиляцією, в обмеженому або замкнутому просторі.

Інтенсивність УФВ у виробничому  середовищі в десятки разів перевищує  інтенсивність природного випромінювання Сонця і значно відрізняється  від нього спектральним складом.

Ультрафіолетове випромінювання характеризується фізичними (енергетичними) і біологічними величинами.

Енергетичні величини УФВ. Енергетична  опроміненість (інтенсивність опромінення) — це поверхнева густина потоку енергії, що припадає на одиницю площі опромінюваної поверхні (Вт/м², мВт/м², мкВт/см²); доза енергетичної опроміненості — ват за годину на квадратний метр [Вт/ (м² • год), мВт/(м² • год), мкВт/(м2 • год)].

Біологічні величини УФВ: еритемні й бактерицидні. Еритемний потік енергії (потужності) УФВ характеризує випромінювання за його корисною (у малих дозах) дією на людину і тварин. Одиниця еритемного потоку енергії випромінювання — Ер, що відповідає потоку монохроматичного випромінювання 1 Вт і довжиною хвилі 297 нм. Еритемна опроміненість (освітленість) — це відношення еритемного потоку енергії випромінювання до одиниці площі опромінюваної поверхні. Одиниця еритемної опроміненості — Ер на квадратний метр (Ер/м2); похідні: мЕр/м2, Ер/см2.

Доза еритемної опроміненості  — це відношення еритемного потоку енергії випромінювання за одиницю часу до одиниці площі випромінюваної поверхні. Одиниця еритемної дози опроміненості — Ер за годину на квадратний метр [Ер/(м² • год), мЕр/(м² • год), мкЕр/(см² • хв)]. Повна еритемна біодоза УФВ 330-1000 мкЕр/(см² • хв). Співвідношення одиниць дози енергетичної і еритемної опроміненості УФВ на ділянці В подано в табл. 14.

Бактерицидну дію УФВ визначають за бактерицидним потоком, одиницею якого є бакт — бактерицидний  потік монохроматичного випромінювання в 1 Вт і довжиною хвилі 255,5 нм. Похідні одиниці бакту (бакт/м²) — мілі- та мікробакт на метр або сантиметр квадратний (мбакт/м², мкбакт/см²).

Джерела УФВ поділяють на природні та штучні. Основним природним джерелом УФВ є Сонце. Потужність УФВ на Землі залежить від географічної широти, пори року, висоти над рівнем моря. На інтенсивність УФВ розсіюванням і вбиранням впливають туман і хімічні речовини, що містяться в атмосферному повітрі. Сумарний потік УФВ на ділянках А і В становить 3-4 % загальної енергії сонячного випромінювання.

Штучні джерела УФВ — газорозрядні (ртутні лампи низького та високого тиску, металеві галогенові лампи, ксенонові  лампи, натрієві лампи високого тиску, водневі та дейтерієві лампи, дугове зварювання, флуоресцентні лампи) і розжарення (вуглецева дуга, оксиацетиленове полум'я).

У промисловості одним з основних джерел УФВ є електрична дуга, яку  застосовують при зварювальних роботах, електроплавленні сталі, фотоцинкографії, світлокопіювальних роботах, виробництві  радіоламп і ртутних випрямлячів. Підсилювати потік УФВ можуть рефлектори у вигляді дзеркал різної форми (прожектори кіноательє, світлолікувальних кабінетів та ін.). Інтенсивність і спектр УФВ від електричної дуги залежать від сили струму, складу і діаметра електродів.

Біологічна дія ультрафіолетового  випромінювання на людину

Механізм дії УФВ на організм людини залежить від довжини хвилі. Під впливом довгохвильового  УФВ у шкірі утворюються біологічно активні речовини і продукти розкладу (фотолізу); під впливом короткохвильового УФВ переважають процеси денатурації. Загалом основою багатьох біологічних ефектів УФВ є здатність дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) поглинати енергію фотона. При цьому в ній відбуваються зміни, які називаються фотобіологічним ефектом. Найзагальніша зміна в молекулі ДНК під впливом УФВ полягає в руйнуванні полінуклеотидних ланцюжків.

Крім змін у  молекулах ДНК можуть відбуватися зміни у молекулах рибонуклеїнових кислот (РНК), що виражені меншою мірою. Фо-тобіологічні ефекти можуть призвести до загибелі клітин, їх мутації і канцерогенного переродження. Зауважимо, що майже в усіх клітинах існує система відновлення ДНК — репараційна система, яка відновлює пошкодження внаслідок дії УФВ.