Електрична и магнетна поља екстремно ниске фреквенције (ЕЛФ) и веома ниске фреквенције (ВЛФ) обухватају опсег фреквенција изнад статичких (> 0 Хз) поља до 30 кХз. За овај рад ЕЛФ је дефинисан као у опсегу фреквенција > 0 до 300 Хз и ВЛФ у опсегу > 300 Хз до 30 кХз. У опсегу фреквенција > 0 до 30 кХз, таласне дужине варирају од ∞ (бесконачно) до 10 км, тако да електрично и магнетно поље делују суштински независно једно од другог и морају се третирати одвојено. Јачина електричног поља (E) се мери у волтима по метру (В/м), јачина магнетног поља (H) се мери у амперима по метру (А/м) и густином магнетног флукса (B) у тесли (Т).

Радници који користе опрему која ради у овом фреквентном опсегу водили су значајну дебату о могућим штетним ефектима на здравље. Далеко најчешћа фреквенција је 50/60 Хз, која се користи за производњу, дистрибуцију и коришћење електричне енергије. Забринутост да излагање магнетним пољима од 50/60 Хз може бити повезана са повећаном инциденцом рака подстакнута је медијским извештајима, дистрибуцијом дезинформација и текућом научном дебатом (Репацхоли 1990; НРЦ 1996).

Сврха овог чланка је да пружи преглед следећих тематских области:

• извори, занимања и примене
• дозиметрија и мерење
• механизми интеракције и биолошки ефекти
• проучавања људи и утицаја на здравље
• заштитне мере
• стандарди професионалне изложености.

Сажети описи су дати да информишу раднике о типовима и јачини поља из главних извора ЕЛФ и ВЛФ, биолошким ефектима, могућим последицама по здравље и тренутним границама изложености. Такође је дат преглед мера предострожности и заштитних мера. Иако многи радници користе јединице за визуелни приказ (ВДУ), у овом чланку су дати само кратки детаљи пошто су они детаљније покривени на другим местима у Енциклопедија.

Велики део овде садржаног материјала може се наћи детаљније у бројним новијим прегледима (ВХО 1984, 1987, 1989, 1993; ИРПА 1990; ИЛО 1993; НРПБ 1992, 1993; ИЕЕЕ 1991; Греене НРЦ 1992; Греене 1996).

Извори професионалне изложености

Нивои професионалне изложености значајно варирају и у великој мери зависе од конкретне примене. Табела 1 даје резиме типичних примена фреквенција у опсегу > 0 до 30 кХз.

Табела 1. Примене опреме која ради у опсегу > 0 до 30 кХз

Производња и дистрибуција електричне енергије

Главни вештачки извори електричних и магнетних поља од 50/60 Хз су они који су укључени у производњу и дистрибуцију енергије, као и свака опрема која користи електричну струју. Већина такве опреме ради на фреквенцијама снаге од 50 Хз у већини земаља и 60 Хз у Северној Америци. Неки системи електричних возова раде на 16.67 Хз.

Високонапонски (ВН) далеководи и трафостанице повезују са њима најјача електрична поља којима радници могу бити рутински изложени. Висина проводника, геометријска конфигурација, бочна удаљеност од линије и напон далековода су далеко најзначајнији фактори у разматрању максималне јачине електричног поља на нивоу земље. На бочним растојањима од око двоструке висине линије, јачина електричног поља опада са растојањем на приближно линеаран начин (Заффанелла и Дено 1978). Унутар зграда у близини високонапонских далековода, јачине електричног поља су обично ниже од непоремећеног поља за фактор од око 100,000, у зависности од конфигурације зграде и конструктивних материјала.

Јачине магнетног поља из надземних далековода су обично релативно ниске у поређењу са индустријским апликацијама које укључују велике струје. Запослени у електропривредама који раде у трафостаницама или на одржавању далековода под напоном чине посебну групу изложену већим пољима (у неким случајевима од 5 мТ и више). У одсуству феромагнетних материјала, линије магнетног поља формирају концентричне кругове око проводника. Осим геометрије проводника снаге, максимална густина магнетног флукса одређена је само величином струје. Магнетно поље испод ВН далековода је усмерено углавном попречно на осу линије. Максимална густина флукса на нивоу тла може бити испод средишње линије или испод спољних проводника, у зависности од фазног односа између проводника. Максимална густина магнетног флукса на нивоу земље за типичан систем надземних далековода од 500 кВ са двоструким колом је приближно 35 μТ по килоамперу струје која се преноси (Бернхардт и Маттхес 1992). Типичне вредности за густину магнетног флукса до 0.05 мТ јављају се на радним местима у близини надземних водова, у подстаницама и у електранама које раде на фреквенцијама од 16 2/3, 50 или 60 Хз (Краусе 1986).

Индустријски процеси

Професионална изложеност магнетним пољима долази углавном од рада у близини индустријске опреме која користи велике струје. Такви уређаји укључују оне који се користе за заваривање, рафинацију електрошљаке, загревање (пећи, индукциони грејачи) и мешање.

Истраживања индукционих грејача који се користе у индустрији, спроведена у Канади (Стуцхли и Лецуиер 1985), у Пољској (Аниолцзик 1981), у Аустралији (Репацхоли, необјављени подаци) и у Шведској (Ловсунд, Оберг и Нилссон 1982), показују густину магнетног флукса на локације оператера у распону од 0.7 μТ до 6 мТ, у зависности од коришћене фреквенције и удаљености од машине. У свом проучавању магнетних поља индустријског електро-челика и опреме за заваривање, Ловсунд, Оберг и Нилссон (1982) су открили да машине за тачкасто заваривање (50 Хз, 15 до 106 кА) и пећи ливачке (50 Хз, 13 до 15 кА) произведена поља до 10 мТ на растојањима до 1 м. У Аустралији је утврђено да постројење за индукционо грејање које ради у опсегу од 50 Хз до 10 кХз даје максимална поља до 2.5 мТ (индукционе пећи од 50 Хз) на позицијама на којима оператери могу да стоје. Поред тога, максимална поља око индукционих грејача који раде на другим фреквенцијама била су 130 μТ на 1.8 кХз, 25 μТ на 2.8 кХз и већа од 130 μТ на 9.8 кХз.

Пошто су димензије калемова који производе магнетна поља често мале, ретко постоји велика изложеност целом телу, већ локална изложеност углавном рукама. Густина магнетног флукса на рукама оператера може достићи 25 мТ (Ловсунд и Милд 1978; Стуцхли и Лецуиер 1985). У већини случајева густина флукса је мања од 1 мТ. Јачина електричног поља у близини индукционог грејача је обично мала.

Радници у електрохемијској индустрији могу бити изложени високој јачини електричног и магнетног поља због електричних пећи или других уређаја који користе велике струје. На пример, густине магнетног флукса у близини индукционих пећи и индустријских електролитичких ћелија могу се мерити до 50 мТ.

Јединице визуелног приказа

Употреба јединица за визуелни приказ (ВДУ) или терминала за видео дисплеј (ВДТ), како их још називају, расте све већом брзином. Оператери ВДТ-а су изразили забринутост због могућих ефеката емисија ниског нивоа зрачења. Магнетна поља (фреквенција од 15 до 125 кХз) до 0.69 А/м (0.9 μТ) измерена су у најгорим условима близу површине екрана (Буреау оф Радиологицал Хеалтх 1981). Овај резултат је потврђен многим истраживањима (Рои ет ал. 1984; Репацхоли 1985 ИРПА 1988). Свеобухватни прегледи мерења и истраживања ВДТ-а од стране националних агенција и појединачних стручњака закључили су да не постоје емисије зрачења из ВДТ-а које би имале било какве последице по здравље (Репацхоли 1985; ИРПА 1988; ИЛО 1993а). Нема потребе за обављањем рутинских мерења радијације јер, чак иу најгорем случају или условима квара, нивои емисије су знатно испод граница било ког међународног или националног стандарда (ИРПА 1988).

Свеобухватан преглед емисија, сажетак применљиве научне литературе, стандарда и смерница дат је у документу (ИЛО 1993а).

Медицинске апликације

Пацијенти који пате од прелома костију који не зарастају или се не спајају третирани су пулсним магнетним пољима (Басетт, Митцхелл и Гастон 1982; Митбреит и Маниацхин 1984). Такође се спроводе студије о коришћењу импулсних магнетних поља за побољшање зарастања рана и регенерације ткива.

За стимулацију раста костију користе се различити уређаји који генеришу импулсе магнетног поља. Типичан пример је уређај који генерише просечну густину магнетног флукса од око 0.3 мТ, вршну јачину од око 2.5 мТ и индукује вршне јачине електричног поља у кости у опсегу од 0.075 до 0.175 В/м (Басетт, Павлук и Пила 1974). Близу површине изложеног екстремитета, уређај производи вршну густину магнетног флукса реда величине 1.0 мТ изазивајући вршну густину јонске струје од око 10 до 100 мА/м² (1 до 10 μА/цм²) у ткиву.

Мера

Пре почетка мерења ЕЛФ или ВЛФ поља, важно је добити што више информација о карактеристикама извора и ситуацији изложености. Ове информације су потребне за процену очекиване јачине поља и избор најприкладније инструментације за истраживање (Телл 1983).

Информације о извору треба да садрже:

• присутне фреквенције, укључујући хармонике
• снага која се преноси
• поларизација (оријентација E поље)
• карактеристике модулације (вршне и просечне вредности)
• радни циклус, ширина импулса и фреквенција понављања импулса
• карактеристике антене, као што су тип, појачање, ширина снопа и брзина скенирања.

Информације о ситуацији изложености морају укључивати:

• удаљеност од извора
• постојање било каквих расутих објеката. Расипање по равним површинама може побољшати E поље за фактор 2. Још веће побољшање може бити резултат закривљених површина, нпр. угаоних рефлектора.

Резултати анкета спроведених у професионалним окружењима сумирани су у табели 2.

Табела 2. Професионални извори изложености магнетним пољима

Извор: Аллен 1991; Бернхардт 1988; Краусе 1986; Ловсунд, Оберг и Нилссон 1982; Репацхоли, необјављени подаци; Стуцхли 1986; Стуцхли и Лецуиер 1985, 1989.

инструментација

Инструмент за мерење електричног или магнетног поља састоји се од три основна дела: сонде, проводника и монитора. Да би се обезбедила одговарајућа мерења, следеће карактеристике инструментације су потребне или су пожељне:

• Сонда мора да реагује само на E поље или на H пољу а не на оба истовремено.
• Сонда не сме да изазове значајну пертурбацију поља.
• Водови од сонде до монитора не смеју значајно да ометају поље на сонди, нити да спајају енергију из поља.
• Фреквенцијски одзив сонде мора да покрије опсег фреквенција потребних за мерење.
• Ако се користи у реактивном блиском пољу, димензије сензора сонде би пожељно требало да буду мање од четвртине таласне дужине на највишој присутној фреквенцији.
• Инструмент треба да покаже средњу квадратну (рмс) вредност измереног параметра поља.
• Време одзива инструмента треба да буде познато. Пожељно је имати време одзива од око 1 секунде или мање, тако да се испрекидана поља лако детектују.
• Сонда треба да реагује на све поларизационе компоненте поља. Ово се може постићи или инхерентним изотропним одговором, или физичком ротацијом сонде кроз три ортогонална правца.
• Добра заштита од преоптерећења, рад батерије, преносивост и робусна конструкција су друге пожељне карактеристике.
• Инструменти дају индикацију једног или више од следећих параметара: просек E поље (В/м) или средњи квадрат E поље (В²/m²); просек H поље (А/м) или средњи квадрат H поље (А²/m²).

Анкете

Истраживања се обично спроводе да би се утврдило да ли су поља која постоје на радном месту испод граница које су постављене националним стандардима. Стога особа која врши мерење мора бити у потпуности упозната са овим стандардима.

Све заузете и приступачне локације треба испитати. Оператер опреме која се испитује и геодет треба да буду што је могуће даље од области тестирања. Сви нормално присутни предмети, који могу рефлектовати или апсорбовати енергију, морају бити на свом месту. Геометар треба да предузме мере предострожности против радиофреквентних (РФ) опекотина и удара, посебно у близини система велике снаге и ниске фреквенције.

Механизми интеракције и биолошки ефекти

Механизми интеракције

Једини успостављени механизми помоћу којих ЕЛФ и ВЛФ поља ступају у интеракцију са биолошким системима су:

• Електрична поља која индукују површински набој на изложеном телу што резултира струјама (мереним у мА/м²) унутар тела чија је величина повезана са површинском густином наелектрисања. У зависности од услова излагања, величине, облика и положаја изложеног тела у пољу, површинска густина наелектрисања може веома да варира, што резултира променљивом и неуједначеном дистрибуцијом струја унутар тела.
• Магнетна поља такође делују на људе индукујући електрична поља и струје унутар тела.
• Електрична наелектрисања индукована у проводном објекту (нпр. аутомобилу) изложеном ЕЛФ или ВЛФ електричним пољима могу изазвати пролазак струје кроз особу која је у контакту са њим.
• Спајање магнетног поља са проводником (на пример, жичаном оградом) узрокује да електричне струје (исте фреквенције као и експонирајуће поље) пролазе кроз тело особе у контакту са њим.
• Прелазна пражњења (варнице) могу настати када људи и метални предмети изложени јаком електричном пољу дођу у довољно блиску близину.
• Електрична или магнетна поља могу ометати имплантиране медицинске уређаје (нпр. униполарни срчани пејсмејкери) и узроковати квар уређаја.

Прве две горе наведене интеракције су примери директног повезивања између особа и ЕЛФ или ВЛФ поља. Последње четири интеракције су примери индиректних механизама спајања јер се могу јавити само када се изложени организам налази у близини других тела. Ова тела могу укључивати друге људе или животиње и предмете као што су аутомобили, ограде или имплантирани уређаји.

Док су други механизми интеракције између биолошких ткива и ЕЛФ или ВЛФ поља претпостављени или постоје неки докази који подржавају њихово постојање (ВХО 1993; НРПБ 1993; НРЦ 1996), није се показало да ниједан није одговоран за било какве штетне последице по здравље.

Утицаји на здравље

Докази сугеришу да је већина утврђених ефеката излагања електричним и магнетним пољима у опсегу фреквенција > 0 до 30 кХз резултат акутног одговора на површинско наелектрисање и индуковану густину струје. Људи могу да примете ефекте осцилирајућег површинског наелектрисања изазваног на њихова тела ЕЛФ електричним пољима (али не и магнетним пољима); ови ефекти постају досадни ако су довољно интензивни. Резиме ефеката струја које пролазе кроз људско тело (прагови за перцепцију, отпуштање или тетанус) дат је у табели 3.

Табела 3. Дејство струја које пролазе кроз људско тело

Извор: Бернхардт 1988а.

Људске нервне и мишићне ћелије су стимулисане струјама изазваним излагањем магнетним пољима од неколико мТ и 1 до 1.5 кХз; Сматра се да су граничне густине струје изнад 1 А/м². Треперење визуелних сензација може се изазвати у људском оку излагањем магнетним пољима од око 5 до 10 мТ (на 20 Хз) или електричним струјама директно примењеним на главу. Разматрање ових одговора и резултата неурофизиолошких студија сугерише да суптилне функције централног нервног система, као што су расуђивање или памћење, могу бити под утицајем густине струје изнад 10 мА/м² (НРПБ 1993). Вредности прага ће вероватно остати константне до око 1 кХз, али ће након тога расти са повећањем фреквенције.

Неколико ин витро студије (СЗО 1993; НРПБ 1993) су пријавиле метаболичке промене, као што су промене у активности ензима и метаболизму протеина и смањена цитотоксичност лимфоцита, у различитим ћелијским линијама изложеним ЕЛФ и ВЛФ електричним пољима и струјама примењеним директно на ћелијску културу. Већина ефеката је пријављена при густини струје између око 10 и 1,000 мА/м², иако су ови одговори мање јасно дефинисани (Сиенкиевицз, Саундер и Ковалцзук 1991). Међутим, вреди напоменути да су ендогене густине струје настале електричном активношћу нерава и мишића обично чак 1 мА/м² и може достићи до 10 мА/м² у срцу. Ове густине струје неће негативно утицати на нервна, мишићна и друга ткива. Такви биолошки ефекти ће се избећи ограничавањем индуковане густине струје на мање од 10 мА/м² на фреквенцијама до око 1 кХз.

Неколико могућих области биолошке интеракције које имају многе здравствене импликације и о којима је наше знање ограничено укључују: могуће промене ноћног нивоа мелатонина у епифизи и промене циркадијалних ритмова изазваних код животиња излагањем ЕЛФ електричним или магнетним пољима, и могући утицаји ЕЛФ магнетних поља на процесе развоја и карциногенезе. Поред тога, постоје неки докази о биолошким одговорима на веома слаба електрична и магнетна поља: то укључује измењену покретљивост јона калцијума у ​​можданом ткиву, промене у обрасцима покретања неурона и измењено понашање операнда. Пријављени су и „прозори“ амплитуде и фреквенције који оспоравају конвенционалну претпоставку да се величина одговора повећава са повећањем дозе. Ови ефекти нису добро утврђени и не дају основу за успостављање ограничења излагања људи, иако су даља истраживања оправдана (Сиенкиевицз, Саундер и Ковалцзук 1991; ВХО 1993; НРЦ 1996).

Табела 4 даје приближне опсеге индуковане густине струје за различите биолошке ефекте код људи.

Табела 4. Приближни опсези густине струје за различите биолошке ефекте

Извор: Сиенкиевицз ет ал. 1991.

Стандарди професионалне изложености

Скоро сви стандарди који имају границе у опсегу > 0-30 кХз имају, као свој разлог, потребу да индукована електрична поља и струје одрже на безбедним нивоима. Обично су густине индуковане струје ограничене на мање од 10 мА/м². Табела 5 даје резиме неких тренутних граница професионалне изложености.

Табела 5. Професионалне границе изложености електричним и магнетним пољима у опсегу фреквенција > 0 до 30 кХз (имајте на уму да је ф у Хз)

Заштитне мере

Професионалне експозиције које се јављају у близини високонапонских далековода зависе од локације радника било на тлу или на проводнику током рада под напоном на високом потенцијалу. Приликом рада под напоном, заштитна одећа се може користити за смањење јачине електричног поља и густине струје у телу на вредности сличне онима које би се јавиле за рад на земљи. Заштитна одећа не слаби утицај магнетног поља.

Одговорности за заштиту радника и шире јавности од потенцијално штетних ефеката изложености ЕЛФ или ВЛФ електричним и магнетним пољима треба јасно да буду додељене. Препоручује се да надлежни органи размотре следеће кораке:

• развој и усвајање граница изложености и спровођење програма усклађености
• развој техничких стандарда за смањење осетљивости на електромагнетне сметње, на пример, за пејсмејкере
• развој стандарда који дефинишу зоне са ограниченим приступом око извора јаких електричних и магнетних поља због електромагнетних сметњи (нпр. за пејсмејкере и друге имплантиране уређаје). Треба размотрити употребу одговарајућих знакова упозорења.
• захтев посебног додељивања особе одговорне за безбедност радника и јавности на свакој локацији са високим потенцијалом изложености
• развој стандардизованих мерних процедура и техника снимања
• захтеви за едукацију радника о ефектима излагања ЕЛФ или ВЛФ електричним и магнетним пољима и мерама и правилима који су осмишљени да их заштите
• израда смерница или кодекса праксе за безбедност радника у ЕЛФ или ВЛФ електричним и магнетним пољима. ИЛО (1993а) даје одличне смернице за такав кодекс.

Назад