регистрация компании дать объявление быстрый поиск лента публикаций восстановление доступа о портале
    
Строительный портал СтройПлан.ру
Подбор проекта Новости отраслиПубликации
 
КОРЗИНА (0)  
 >>>  ПОИСК ДОКУМЕНТОВ  
  Дополнительные материалы  [ + развернуть]  
Утвержден: Госстандарт СССР (31.01.1983)
Дата введения: 1 января 1984 г.
скачать бесплатно ГОСТ 12.1.040-83* "ССБТ. Лазерная безопасность. Общие положения"
Утвержден: Концерн "Росэнергоатом" (21.02.2005)
Дата введения: 22 марта 2005 г.
скачать бесплатно РД ЭО 0604-2005 "Контроль охраны окружающей среды на атомных станциях. Методические указания"

НАУЧНЫЕ РЕДАКТОРЫ

В.Н. КРУТИКОВ, Ю.И. БРЕГАДЗЕ, А.Б. КРУГЛОВ

контроль
физических факторов
окружающей среды,
опасных для человека

МОСКВА

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ 2003

В предлагаемом справочном издании из серии «Экометрия» приведены современные данные о контроле опасных и вредных физических факторов, воздействующих на человека вне процесса его трудовой деятельности. Рассмотрено воздействие широкого класса полей и излучений, таких как электромагнитное, возникающее вблизи высоковольтных линий электропередач, антенн радиопередающих станций, мобильных телефонов и электробытовой техники, оптическое излучение, в особенности ультрафиолетовое излучение солнца, усиливающееся за счет разрушения озонового слоя атмосферы, ионизирующее излучение как внешнее, так и внутреннее за счет попадания в организм радионуклидов (присутствие радона в жилищах, загрязнение радионуклидами пищевых продуктов и стройматериалов). Большое внимание уделено акустическим факторам, таким как городской шум, шум внутри транспортных средств и вблизи аэродромов. В справочнике рассмотрены и такие факторы, как запыленность воздуха и его ионный состав. Читатель найдет в книге краткие сведения о воздействии опасных и вредных физических факторов окружающей среды на человека, основы их нормирования и сами нормы, установленные для населения, а также краткие сведения о методах защиты, например, от ультразвукового излучения и акустического шума.

Большие разделы соответствующих глав посвящены приборам, прошедшим испытания и допущенным к применению в стране, а также методикам выполнения измерений и методикам поверки приборов. Каждый раздел книги написан ведущими специалистами в области приборостроения и метрологии.

Книга рассчитана на специалистов учреждений и организаций государственной санитарно-эпидемиологической службы, природоохранных организаций, как государственных, так муниципальных и общественных, территориальных органов Госстандарта России, работников коммунальной сферы.

SUMMARY

In suggested reference book «Control of Parameters of Human Dangerous and Harmful Physical Environmental Factors» over series «ECOMETRY» the modem data on the control of the dangerous and harmful physical factors human health effects outside of process of professional activity are resulted. Influence of a wide class of fields and radiation, such as electromagnetic, arising near to high-voltage power lines, radio transmission station antenna, mobile phones and home appliances, optical radiation, in particular the ultra-violet radiation of the sun amplifying due to destruction of an ozone cloud of an atmosphere, ionizing radiation both external, and internal is considered due to hit in an organism radio nuclear unites (a problem of radon in dwellings, pollution by radio nuclear unites foodstuff and building materials). The big attention is given to acoustic factors, such as city noise, noise inside vehicles and near to airports. In the reference book such factors, as a dust content of air and its ionic structure are considered also. The reader will find in the book brief data on effects of exposure of dangerous and harmful physical environmental factors to human organism, bases of their hygienic rate setting and hygienic norms, established for general public, and also brief data on methods of protection, for example from ultra-violet radiation and acoustic noise.

The big sections of corresponding chapters are devoted to the devices tested and allowed to application in Russian Federation, and also techniques of performance of measurements and techniques of checking of devices. Each section of the book is written by large experts in the field of hygienic standardization, instrument making and metrology.

The book is intended for experts of establishments and organizations of the state sanitary-epidemiological service, the environment protection organizations, as state, so municipal and public, territorial bodies of State Standard of Russia, workers of municipal sphere.

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

МИНЗДРАВ РОССИИ

МЧС РОССИИ

МИНТРУД РОССИИ

Редакционно-издательский совет

Президиум редакционно-издательского совета:

Алешин Б.С.

- Председатель президиума редакционно-издательского совета, заместитель Председателя Правительства Российской Федерации;

Крутиков В.Н.

- член президиума редакционно-издательского совета, заместитель Председателя Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии;

Онищенко Г.Г.

- член президиума редакционно-издательского совета, Первый заместитель Министра здравоохранения Российской Федерации;

Фалеев М.И.

- член президиума редакционно-издательского совета, заместитель Министра Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий;

Январев В.А.

- член президиума редакционно-издательского совета, Первый заместитель Министра труда и социального развития Российской Федерации.

Редакционная коллегия:

Крутиков В.Н.

- главный редактор;

Брегадзе Ю.И.

- зам. главного редактора (ФГУП «ВНИИФТРИ»);

Круглов А.Б.

- редактор-составитель;

Васильев Д.Р.

- член редколлегии (ФГУП «ВНИИФТРИ»);

Губина Н.Б.

- член редколлегии (Минтруд России),

Гульченко Л.П.

- член редколлегии (Департамент Госсанэпиднадзора Минздрава России);

Иванов B.C.

- член редколлегии (ФГУП «ВНИИОФИ»);

Кучеренко А.И.

- член редколлегии (Департамент Госсанэпиднадзора Минздрава России);

Лахов В.М.

- член редколлегии (Госстандарт России);

Сорокин Ю.Г.

- член редколлегии (Минтруд России);

Толпекин И.Г.

- член редколлегии (АО «Экспертцентр»);

Федоренко В.В.

- член редколлегии (АО «Экспертцентр»);

Шевченко А.В.

- член редколлегии (ЦСИ ГЗ МЧС России).

Коллектив авторов и редакционно-издательский совет приносят благодарность руководителям АО «Экспертцентр»

ТОЛПЕКИНУ Илье Геннадиевичу и ФЕДОРЕНКО Василию Васильевичу

за финансовую поддержку подготовки рукописи к изданию

ПРЕДИСЛОВИЕ

Очередной том энциклопедии «Экометрия» «Контроль физических факторов окружающей среды, опасных для человека» является первой книгой, выходящей после принятия Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании».

Согласно принятому Закону, техническое регулирование - правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области установления и применения на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия. В соответствии со ст. 6 Закона технические регламенты принимаются в целях: защиты жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества; охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений; предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей.

Технические регламенты с учетом степени риска причинения вреда устанавливают минимально необходимые требования, обеспечивающие: безопасность излучений; биологическую безопасность; взрывобезопасность; механическую безопасность; пожарную безопасность; промышленную безопасность; термическую безопасность; химическую безопасность; электрическую безопасность; ядерную и радиационную безопасность; электромагнитную совместимость в части обеспечения безопасности работы приборов и оборудования; единство измерений (ст. 7 Закона).

Согласно утвержденной «Программе разработки технических регламентов на 2003 - 2010 годы» предусматривается разработка таких общих технических регламентов, как «Безопасность излучений», «О безопасности пищевой продукции», общий технический регламент и свод специальных технических регламентов «Об использовании атомной энергии» и ряд других. При разработке этих регламентов авторы найдут много ценных материалов в предлагаемой книге, а также в предыдущих изданиях серии «Экометрия»: «Контроль химических и биологических параметров окружающей среды» (С.-Пб.: Изд-во «Крисмас», 1998) и «Контроль физических факторов производственной среды, опасных для человека» (М.: ИПК Издательство стандартов, 2002).

Особый интерес для разработчиков технических регламентов приобретают вопросы обеспечения единства измерений при контроле безопасности при воздействии опасных и вредных производственных факторов и факторов окружающей среды. Вопросы обеспечения единства измерений должны найти отражение при разработке практически всех общих и специальных технических регламентов.

Председатель президиума редакционно-издательского

совета энциклопедии «Экометрия»,

член-корреспондент РАН, профессор, доктор

технических наук

Б.С. Алешин

Главный редактор

энциклопедии «Экометрия»,

заместитель Председателя Госстандарта России,

кандидат физико-математических наук

В.Н. Крутиков

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее издание состоит из глав, написанных различными авторами или авторскими коллективами. Каждая глава посвящена определенному физическому фактору или группе физических факторов, воздействующих на население вне его производственной деятельности.

Обычно различают чисто природные опасные физические факторы, которые существуют с момента образования планеты. К ним относятся ультрафиолетовое излучение Солнца, космическое ионизирующее излучение и естественно-радиоактивные нуклиды (ЕРН), содержащиеся в земной коре и объектах окружающей среды, аэрозоли и аэроионы. Принято также говорить о техногенных факторах, источниками которых является жизнедеятельность человека и которые усиливают действие природных факторов. К ним можно отнести применение в технике хлорсодержащих хладонов, разрушающих озоновый слой атмосферы и усиливающих поток ультрафиолетового излучения Солнца, достигающего поверхности Земли. К техногенным факторам относятся также локальные изменения распределения ЕРН, образуемые за счет производственной деятельности человека, что приводит к изменению уровня радиационного воздействия в отдельных регионах, увеличение запыленности атмосферы (аэрозоли) и изменение ее аэроионного состава. Наконец, мы часто сталкиваемся с антропогенными физическими факторами. Это факторы, преимущественно созданные человеком: высоковольтные линии электропередач, электробытовая техника, радиопередающие и принимающие системы (мобильные телефоны), солярии, такие источники ионизирующей радиации, как рентгеновские аппараты, ускорители, ядерные реакторы, искусственно-радиоактивные элементы. К антропогенным факторам можно отнести также акустический шум транспортных средств.

Авторы постарались рассмотреть эти факторы. Ряд глав содержит рекомендации по снижению воздействия опасных и вредных факторов. Так, в гл. 1 даются рекомендации пользователям радиотелефонов, уменьшающие риск воздействия электромагнитного поля на здоровье; в гл. 2 упоминаются солнцезащитные средства; в гл. 3 излагаются требования по ограничению облучения населения в условиях радиационной аварии; в гл. 4 большое внимание уделено строительным методам защиты от шума транспортных средств жилых и общественных зданий при планировании городской застройки; в гл. 6 излагаются методы коррекции аэроионного состава воздуха в помещениях.

Логика изложения материала в каждой главе следующая. Вначале идет описание общих физических характеристик опасных и вредных факторов, воздействующих на организм человека, приводятся измеряемые величины. Затем кратко, в доступной для инженерно-технических работников форме, излагается механизм воздействия физического фактора на организм человека и возможная реакция на это воздействие. Далее следует описание подходов к нормированию опасных и вредных физических факторов. Приводятся и сами нормы. В последующих разделах приводятся характеристики средств измерений, используемых для контроля соответствующих физических факторов. Приводятся данные о средствах измерений, прошедших приемочные испытания, внесенных в Государственный реестр и допущенных к обращению в стране. Даются ссылки на методики выполнения измерений, утвержденные в установленном порядке, и в ряде глав примеры методик, по образцу которых работники измерительных лабораторий могут разработать недостающие с последующей их аттестацией.

Наконец, последние разделы посвящены метрологическому обеспечению измерений. Здесь приводятся общие принципы обеспечения единства измерений соответствующих характеристик опасных и вредных физических факторов окружающей среды. Даются ссылки на методики поверки приборов, утвержденные в установленном порядке, а в ряде глав и примеры методик поверки.

В каждой главе имеется список литературы, содержащий ссылки на отечественные нормативные документы и документы международных организаций, оригинальные статьи, опубликованные в периодической научной печати, монографии.

Авторы будут благодарны за замечания и предложения читателей, которые могут быть учтены при возможном переиздании книги в связи с непрерывно изменяющейся нормативной базой и обновляющимся парком средств измерений.

Руководитель авторского коллектива - научный редактор книги,

заслуженный деятель науки Российской Федерации,

действительный член Метрологической академии,

профессор, доктор технических наук

Ю.И. Брегадзе

Глава 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

В.А. Тищенко, В.И. Токатлы, В.И. Лукьянов, Н.Б. Рубцова, Л.В. Походзей

Электромагнитное поле является особой формой материи. Различные части спектра электромагнитного поля характеризуются разными областями значений величины, которую называют частотой или связанной с ней через скорость света в вакууме длиной волны. В зависимости от этого параметра спектр электромагнитных излучений обычно делят на три части: радиоизлучение (диапазон длин волн до 0,1 мм), оптическое, включающее в себя инфракрасную, видимую и ультрафиолетовую области (до 10-2 мкм) и ионизирующее, к которому относят рентгеновское и гамма-излучения. При такой классификации спектра электромагнитных излучений исключаются электромагнитные явления, не зависящие от времени, соответствующие бесконечно большой длине волны или нулевой частоте, т.е. статические поля. Однако, электростатические и магнитостатические поля также являются физическими факторами, воздействующими на человека.

В данной главе рассмотрены электромагнитные поля: статические и с частотами от 0 до 300 ГГц. К факторам электромагнитной природы, находящимся в этом диапазоне, к потенциально опасным для здоровья человека относят гипогеомагнитные поля, постоянные электрические и магнитные поля, переменные электромагнитные поля (ЭМП) в диапазоне частот от 1 Гц до 300 ГГц, в котором особо выделяют электромагнитные поля промышленной частоты 50/60 Гц (ЭМП ПЧ) и электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) от 10 кГц до 300 ГГц.

Электростатическое поле (ЭСП) отмечается часто в бытовых условиях при использовании тканей из волокон с высокими диэлектрическими свойствами, эксплуатации персональных ЭВМ, при применении установок для ионизации воздушного пространства и т.д.

Источниками постоянного магнитного поля (ПМП) в быту могут быть средства электротранспорта (поезда метрополитена, железной дороги, трамваи), физиотерапевтическая аппаратура или диагностическое оборудование (установки ядерного магнитного резонанса).

Источниками ЭМП ПЧ являются элементы токопередающих систем различного напряжения (линии электропередачи, распределительные устройства и др.), электротранспорт, различные типы бытового электрооборудования.

Источниками электромагнитной энергии радиочастотного и микроволнового диапазонов в окружающей среде служат антенные системы радиолокационных станций, радио- и телерадиостанций, в том числе систем мобильной радиосвязи, а также физиотерапевтические аппараты и персональные ЭВМ. Причем, уровень электромагнитных полей радиочастотного диапазона искусственного происхождения, созданных человеком, существенно превышает уровень естественных полей.

Из-за того, что у человека нет органов чувств, непосредственно реагирующих на ЭМП РЧ, населению практически неизвестен тот факт, что в спектре электромагнитных излучений Земли из-за радиочастотных излучений произошли масштабные изменения. В некоторых участках спектра излучений Земля «светит» ярче Солнца. Такое сильное отклонение от естественного состояния электромагнитного спектра планеты произошло в XX веке в результате изобретения беспроводных средств коммуникаций, использующих электромагнитные волны радиочастотного диапазона. Радиосвязь, телевидение, радионавигация, системы сотовой телефонной связи явились источниками негативного влияния на окружающую среду и человека.

Особо нужно выделить сотовую связь. Беспроводная связь на радиочастотах возникла более ста лет назад, и аспекты безопасности при ее использовании достаточно хорошо изучены и регламентированы в законодательных актах и многочисленных нормативных документах. Традиционная беспроводная связь (радиосвязь) в отличие от проводной связи (телефонии) для потребителя была односторонней. Радиоцентры, являющиеся источниками электромагнитного излучения, находились у профессионально подготовленных людей, обеспечивающих передачу радиосигналов, а потребитель имел возможность с помощью радиоприемников их принимать. В радиоцентр можно было позвонить по телефону, но возможности связаться с радиоцентром таким же способом, как радиоцентр с потребителем, не было. У массового потребителя отсутствовал необходимый компонент двухсторонней связи - радиопередатчик. Теперь, с развитием системы сотовой персональной связи, такая возможность появилась. В руки потребителя в буквальном смысле попал достаточно мощный источник ЭМП, который с помощью антенны не только осуществляет связь и передает информацию (полезный эффект), но и производит облучение самого потребителя (опасный эффект).

Для решения вопросов обеспечения экологической безопасности ЭМП в первую очередь необходимо определить величины, которыми характеризуется электромагнитное поле, и единицы, в которых они измеряются.

1.1. Характеристики электромагнитного поля

Существуют четыре основные векторные функции координат и времени, определяющие электромагнитное поле:

 - напряженность электрического поля;

- электрическая индукция;

- напряженность магнитного поля;

 - магнитная индукция.

Радиус-вектор  означает зависимость от пространственных координат, t - от времени.

В изотропной среде (в среде, свойства которой не зависят от направления) векторы  и  связаны с  и  соотношениями:

; ; ,                                              (1.1)

где ε - диэлектрическая проницаемость - параметр, характеризующий электрические свойства среды, μ - магнитная проницаемость - параметр, характеризующий магнитные свойства среды,  - плотность тока проводимости, σ - удельная проводимость среды.

В частности, в вакууме ε = ε0, μ = μ0, ε0 = 107/4πс2 ф/м - электрическая постоянная, μ0 = 4p·10-7 Гн/м - магнитная постоянная, с = 2,9979·108 м/с - скорость света в вакууме.

Используя последнее соотношение из (1.1), можно вывести формулу:

,                                                            (1.2)

где R - электрическое сопротивление цилиндрического проводника длиной l с площадью поперечного сечения S.

Наличие связи (1.1) позволяет для характеристики электромагнитного поля в воздухе, а также в вакууме и вообще в любой изотропной среде использовать вместо четырех величин только две: либо  или  (обычно используют ), либо  или  (используют как ту, так и другую величину).

Определить электромагнитное поле в некоторой области пространства, например, в воздухе, значит определить векторы  и  или  в каждый момент времени в каждой точке пространства.

Перечисленные выше векторные величины являются силовыми характеристиками электромагнитного поля. Так,  является отношением силы, действующей на положительный точечный заряд и направленной вдоль скорости движения, если заряд движется, к заряду. В свою очередь,  есть отношение силы, действующей на положительный точечный заряд и направленной перпендикулярно скорости движения, к произведению заряда на модуль скорости движения.

В Международной системе единиц (СИ) величины, связанные с электромагнитным полем, именуются электрическими. В качестве основной электрической величины выбрана сила электрического тока, с единицей измерения ампер, размерность которой (I) входит во все производные единицы измерения электрических величин.

В табл. 1.1 приведены основные величины, характеризующие электромагнитное поле и единицы их измерения.

Таблица 1.1

Величины, характеризующие электромагнитное поле

Величина

Единица измерения

Наименование

Обозначение

Размерность

Напряженность электрического поля

Вольт на метр

В/м

LMT-3I-1

Электрическая индукция

Кулон на квадратный метр

Кл/м2

L-2TI

Напряженность магнитногополя

Ампер на метр

А/м

L-1I

Магнитная индукция

Тесла

Тл

MT-2I-1

Плотность тока

Ампер на квадратный метр

А/м2

IM-2

Сила тока

Ампер

А

I

Электрический заряд

Кулон

Кл

TI

Электрическое напряжение

Вольт

В

L2MT-3I-1

Плотность потока энергии электромагнитного поля

Ватт на квадратный метр

Вт/м2

МТ-3

По временной зависимости величины, характеризующие электромагнитное поле, подразделяются на следующие основные виды:

1) постоянные (не зависящие от времени);

2) гармонические колебания;

3) произвольные периодические колебания;

4) импульсы;

5) шумы;

6) модулированные колебания.

В отличие, например, от акустических полей, которые представляют собой зависимость некоторой одной скалярной величины от времени, электромагнитное поле является более сложным объектом, так как описывается двумя векторными величинами и , т.е. шестью скалярными величинами. Специфику описания временной зависимости электромагнитного поля можно продемонстрировать на примере наиболее распространенного вида колебаний - гармонического колебания. Это колебание описывается следующими математическими выражениями:

,

,

где ,  - амплитудные векторы напряженности электрического поля, зависящие только от пространственных координат и ортогональные друг другу; , - амплитудные векторы напряженности магнитного поля, зависящие только от пространственных координат и ортогональные друг другу; f - частота колебания. С частотой однозначно связаны такие величины как ω = 2pf - круговая частота, Т = 1/f - период колебания, λ = c/f - длина волны.

В случае гармонического колебания, напряженность электрического (магнитного) поля характеризуется частотой и двумя векторными величинами (шестью скалярными). Если один из векторов равен нулю, то напряженность электрического (магнитного) поля не меняет своей ориентации в пространстве, изменяясь во времени только по величине и меняя направление на противоположное при прохождении через нуль. В общем случае (оба вектора отличны от нуля), конец вектора  () описывает эллипс, а если ││=││ (││=││), то - окружность. При этом эллипс (окружность) расположен в плоскости, проходящей через векторы  () и ().

В случае произвольных периодических колебаний конец вектора () описывает в пространстве замкнутую кривую, форма которой может быть весьма сложной.

Постоянное электрическое поле часто называют электростатическим. Оно создается заряженными диэлектрическими или металлическими телами. Графически структуру электрического поля принято изображать при помощи силовых линий, к которым вектор напряженности электрического поля касателен в каждой точке. Каждая силовая линия начинается на положительном заряде и заканчивается на отрицательном или уходит в бесконечность. Густота силовых линий качественно характеризует модуль напряженности электрического поля. Наиболее простую структуру имеет электрическое поле неподвижного точечного положительного заряда. Если поместить точечный положительный заряд q в начало декартовой системы координат, то вектор будет направлен вдоль радиуса-вектора  и его модуль будет убывать обратно пропорционально квадрату расстояния │. В этом случае силовые линии - лучи, выходящие из начала координат (рис. 1.1).

Более сложную структуру имеет система, состоящая из двух равных по величине и противоположных по знаку точечных зарядов (рис. 1.2).

Рис. 1.1

Рис. 1.2

Рис. 1.3

Рис. 1.4

Наконец, самую простую структуру имеет электрическое поле равномерно заряженной плоскости (рис. 1.3). Выше и ниже плоскости электрическое поле является однородным (напряженность электрического поля одинакова во всех точках), а вектор перпендикулярен заряженной плоскости.

Практически в любой реальной структуре постоянного электрического поля можно найти структурные элементы, изображенные на рис. 1.1 - 1.3. Например, имеется положительно заряженное металлическое тело (рис. 1.4), и на некотором расстоянии от него - заземленное металлическое тело. Так как одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются, то положительные заряды уйдут с заземленного тела в землю, и оно зарядится отрицательно. Поэтому в целом структура электрического поля будет похожа на структуру, изображенную на рис. 1.2. Вблизи плоских участков обоих тел электрическое поле будет по структуре близко к однородному полю (рис. 1.3), а вблизи острых кромок похоже на электрическое поле, изображенное на рис. 1.1. Подобным образом можно проанализировать любую систему заряженных тел.

Постоянное магнитное поле создается постоянным магнитом или проводниками с постоянным током. Графически структуру постоянного магнитного поля изображают при помощи силовых линий магнитного поля - линий, к которым вектор напряженности магнитного поля касателен в каждой точке.

Простейшим элементом, создающим магнитное поле, является бесконечно тонкий прямолинейный провод с постоянным током. В этом случае силовые линии магнитного поля - окружности, центры которых расположены на проводе с током, а сами окружности лежат в плоскостях, перпендикулярных проводу.

При наличии временной зависимости электрическое и магнитное поля связаны друг с другом и образуют единое целое - электромагнитное поле. В случае гармонических колебаний, пространственная структура электромагнитного поля зависит не только от распределения зарядов и токов на некотором проводящем теле, но и от частоты, а точнее от соотношения между длиной волны λ размерами источника Lu и расстоянием от источника до точки наблюдения R:

1) Lu << λ; R << λ. Размеры источника и расстояние от источника до точки наблюдения малы по сравнению с длиной волны. В этом случае электрическое и магнитное поля практически не зависят друг от друга. Электрическое поле возбуждается только зарядами, а магнитное - только токами. При этом в каждый момент времени в каждой точке пространства, удовлетворяющей условию R << λ, мгновенное значение напряженности электрического (магнитного) поля соответствует мгновенному значению распределения зарядов (токов). По величине и направлению эти значения такие же, как при постоянном распределении зарядов (токов). При выполнении этого условия точка наблюдения находится в ближней зоне. В рассматриваемом случае нет электромагнитного излучения, а есть независимые друг от друга квазистатические переменные электрическое и магнитное поля. Поэтому объект, находящийся в таком электромагнитном поле, подвергается как бы отдельно воздействию электрического и магнитного полей. Так как физические механизмы взаимодействия электрического и магнитного полей с помещенным в них телом разные, предельно допустимые уровни устанавливаются отдельно для электрического и магнитного полей.

2) Lu << λ; R >> λ. При выполнении условия R >> λ говорят, что точка наблюдения находится в дальней зоне. В этой зоне независимо от вида источника (переменные заряды или токи) существует сформировавшееся электромагнитное поле в виде сферической волны, которая распространяется во все стороны от источника электромагнитного поля. В такой волне векторы напряженности электрического и магнитного полей перпендикулярны друг другу и направлению распространения волны, а их модули связаны соотношением

,                                                               (1.3)

где - волновое сопротивление свободного пространства.

При этом модули напряженности электрического и магнитного полей убывают обратно пропорционально расстоянию от источника до точки наблюдения.

Распространение электромагнитной волны сопровождается переносом энергии электромагнитного поля в направлении распространения волны. Плотность потока энергии электромагнитного поля р определяется по формуле

.                                               (1.4)

3) Lu >> λ. Как правило, источники излучения, для которых выполняется это условие, являются антеннами радиолокаторов или систем дальней связи. В отличие от предыдущего случая, кроме ближней и дальней зоны, есть еще промежуточная зона, в которой электромагнитная волна распространяется по законам геометрической оптики и в случае зеркальной антенны или многоэлементной антенной решетки имеет вид прожекторного луча.

Независимо от того, в какой зоне находится объект, подвергаемый воздействию электромагнитного поля, характер воздействия, главным образом, зависит от соотношения между длиной волны λ и размером объекта Lo. Если Lo << λ, то даже, если объект расположен в промежуточной или дальней зоне, электрическое и магнитное поля воздействуют на объект, возбуждая в нем токи, как независимо существующие поля, которые взаимодействуют сразу со всем объектом. В этом случае, например, для оценки тепла, выделяемого в объекте, надо найти токи, возбуждаемые электрическим и магнитным полями отдельно, а затем по суммарному току рассчитать выделяемое в объекте тепло.

Если Lo >> λ, то объект находится в поле электромагнитной волны, как в едином целом. В этом случае оценивается предельное значение тепла, которое можно выделить в объекте, умножив плотность потока энергии электромагнитного поля на площадь максимального сечения объекта в плоскости, перпендикулярной направлению распространения электромагнитной волны.

Как уже отмечалось выше, напряженность электрического (магнитного) поля является векторной функцией времени и координат, и измерение ее в каждый момент времени и в каждой точке пространства не реально, да в этом и нет необходимости. Поэтому, когда говорят об измерении напряженности переменного электрического (магнитного) поля, то подразумевают, что речь идет об измерении одного или нескольких скалярных параметров напряженности электрического (магнитного) поля или электромагнитной волны.

Для характеристики периодических электромагнитных колебаний используют следующие параметры:

1) среднее квадратическое значение напряженности электрического поля

,                                                   (1.5)

где Т - период колебаний;

2) среднее квадратическое значение проекции напряженности электрического поля на заданное направление

,                                                  (1.6)

где - единичный вектор, определяющий заданное направление;

3) средние квадратические значения напряженности магнитного поля и магнитной индукции. Они определяются аналогичным образом. Соответствующие формулы получаются в результате замены Е на Н или В;

4) средняя плотность потока энергии электромагнитного поля в плоской волне

                                    (1.7)

1.2. Механизмы воздействия электромагнитного поля на человека

Любое вещество, в том числе и то, из которого состоит человек, является смесью частиц, имеющих положительные и отрицательные заряды. Важнейшей электромагнитной характеристикой свойств вещества является его электропроводность. В зависимости от степени электропроводности, вещества делятся на диэлектрики (σ → 0) и проводники (σ → ∞). В результате резкого различия диэлектриков и проводников, их поведение в электромагнитных полях оказывается неодинаковым. Однако большинство веществ по параметру электропроводности занимают промежуточное положение между идеальными диэлектриками и идеальными проводниками. Вещества типа земли и воды ведут себя, в зависимости от характеристик электромагнитного поля, то как проводники, то как диэлектрики. Если зависимость электромагнитного поля от времени является гармонической, то существует мера оценки свойств вещества на частоте ω.

Если , то вещество характеризуется как диэлектрик, если , то как проводник. Следовательно, в рассматриваемом нами диапазоне частот свойства вещества могут меняться весьма значительно. Однако имеется общая тенденция превращения вещества в диэлектрик с ростом частоты.

Исходя из того, что при отсутствии внешнего электростатического поля тело человека электрически нейтрально (суммарный заряд равен нулю), при его воздействии на человека можно выделить три ситуации:

1) тело человека находится в поле и изолировано от остальных тел. В этом случае подвижные заряженные частицы вещества расположатся как у проводника на поверхности тела, а связанные поляризуются, как у диэлектрика;

2) тело человека заземлено. Тогда подвижные заряженные частицы, определяющие проводимость тела человека, перетекут на землю и тело приобретет заряд, который можно обнаружить, изолировав тело от земли и экранировав его от электрического поля;

3) тело человека является частью электрической цепи, в которой ток проводимости (перенос заряженных частиц) вызывается сторонней напряженностью электрического поля.

Действие постоянного магнитного поля на вещество, являющееся проводником, по которому течет электрический ток (движутся заряженные частицы), связано с магнитной силой, действующей под прямым углом к направлению движения. Общее движение представляет собой движение по цилиндрической спирали.

Взаимодействие внешних электромагнитных полей с биологическими объектами осуществляется путем наведения внутренних полей и электрических токов, величина и распределение которых в теле человека зависят от целого ряда параметров, таких как размер, форма, анатомическое строение тела, электрические и магнитные свойства тканей (диэлектрическая и магнитная проницаемости и удельная проводимость), ориентация тела относительно векторов электрического и магнитного полей, а также от характеристик ЭМП (частота, интенсивность, модуляция и др.).

Согласно современным представлениям, по механизму действия ЭМП сверхнизкочастотного и низкочастотного диапазонов (вплоть до 10 - 30 кГц), основную опасность для организма представляет влияние наведенного электрического тока на возбудимые структуры (нервную, мышечную ткань). Параметром, определяющим степень воздействия, является плотность наведенного в теле вихревого тока. При этом, для электрических полей (ЭП) рассматриваемого диапазона частот характерно слабое проникновение в тело человека, для магнитных полей (МП) - организм практически прозрачен. Плотности наведенного тока (j) могут быть рассчитаны по формулам:

для ЭП j = k · f ·E, где f - частота, Е - напряженность ЭП, k - коэффициент, отличающийся для различных тканей;

для МП - j = p  · R · σ · f · B, где: В - магнитная индукция, σ - проводимость ткани.

Поглощение энергии ЭМП в тканях определяется главным образом двумя процессами: колебанием свободных зарядов и колебанием дипольных моментов с частотой воздействующего поля. Первый эффект приводит к возникновению токов проводимости и связанным с электрическим сопротивлением среды потерям энергии (потери ионной проводимости), тогда как второй процесс приводит к потерям энергии за счет трения дипольных молекул в вязкой среде (диэлектрические потери). На низких частотах основной вклад в поглощение энергии ЭМИ вносят потери, связанные с ионной проводимостью. Ионная проводимость возрастает с ростом частоты поля до 106 - 107 Гц в связи с уменьшением емкостного сопротивления мембран и со все большим участием внутриклеточной среды в общей проводимости, что ведет к увеличению поглощения энергии. При дальнейшем увеличении частоты ионная проводимость среды остается практически постоянной, а поглощение энергии продолжает увеличиваться за счет потерь на вращение дипольных молекул среды, главным образом, молекул воды и белков.

Первичные механизмы действия поглощенной энергии на микромолекулярном, субклеточном, клеточном уровнях изучены слабо. Одним из проявлений взаимодействия ЭМП с веществом вообще и с биологическими структурами, в частности, является их нагрев. Однако доказано, что биологические эффекты влияния ЭМП могут проявляться не только при действии сравнительно высоких интенсивностей излучений, вызывающих общий нагрев тканей, но и при так называемых «нетепловых» уровнях, когда общего повышения температуры не наблюдается. Возможно, при любых интенсивностях воздействия поглощение энергии ЭМП в тканях приводит к тепловыделению, однако распределение тепла может иметь неравномерный характер и приводить к возникновению внутренних «горячих точек» при интенсивности ЭМИ на порядок ниже интегрального теплового порога. Имеются данные о влиянии ЭМИ на клеточные мембраны, структуру некоторых белков, электрическую активность нейронов. Отмеченные эффекты не всегда могли быть интерпретированы как чисто тепловые. То есть принципиальная возможность неоднородного нагрева в мелкодисперсных биологических системах не вызывает сомнения, но вопрос о его количественной оценке остается открытым и не теряет своего значения.

В последнее десятилетие получила дальнейшее развитие информационная теория воздействия ЭМИ, основанная на концепции взаимодействия внешних полей с внутренними полями организма.

1.3. Гигиеническое нормирование электромагнитных полей в окружающей среде

1.3.1. Принципы гигиенического нормирования воздействия ЭМП в России и за рубежом

В основе гигиенических норм и правил внепроизводственных воздействий ЭМП, как и других факторов химической и физической природы, в России заложен принцип, в соответствии с которым безопасным для человека является предельно допустимый уровень (ПДУ) ЭМП. ПДУ - уровень воздействия фактора, который не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья в настоящее время или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Гигиенические нормативы ЭМП в России разрабатываются, как правило, на основании комплексных гигиенических, клинико-физиологических, эпидемиологических и экспериментальных исследований. Гигиенические исследования ставят своей целью определение интенсивностных и временных параметров ЭМП в реальных условиях; клинико-физиологические исследования направлены на выявление нарушений в состоянии здоровья и физиологических функций людей, подвергающихся такого рода воздействиям; эпидемиологические - на выявление отдаленных последствий воздействия фактора; экспериментальные - на изучение особенностей и характера биологического действия ЭМП.

Основной вклад в обоснование гигиенических нормативов ЭМП вносят экспериментальные исследования.

Безопасным для человека считается такое воздействие ЭМП, которое не вызывает нарушения гомеостаза (включая репродуктивную функцию), качественной перестройки и любых количественных изменений жизненных процессов, которые выходят за пределы физиологической нормы, соответствующей конкретным условиям жизнедеятельности.

Принятая в России методология гигиенического нормирования, базирующаяся на представлениях о наличии порога вредного действия факторов окружающей среды, была использована и при обосновании допустимых уровней ЭМП.

Порог вредного действия - это такое воздействие ЭМП, при котором в организме возникают изменения, характеризующиеся:

качественной перестройкой жизненных процессов;

любыми количественными изменениями жизненных процессов, которые выходят за пределы физиологической нормы, соответствующей конкретным условиям жизнедеятельности, и обусловливают снижение способности организма к осуществлению нормальных компенсаторных возможностей по уравновешиванию неблагоприятного действия других факторов окружающей среды или необычных психофизиологических состояний;

развитием явлений суммирования предшествующих эффектов воздействия, имеющих характер кумулятивных и приводящих при продолжительном воздействии к развитию изменений жизненных процессов, выходящих за пределы допустимых отклонений.

По-видимому, порог вредного действия ЭМП лежит на границе, разделяющей зоны активной адаптации и патологических нарушений. Однако на практике, в процессе проведения экспериментальных исследований, установление порога вредного действия встречает ряд трудноразрешимых задач, зависящих от адекватности и чувствительности используемых методов, от вида и размера тела лабораторных животных, от качества метрологического обеспечения, от квалификации экспериментатора и множества других обстоятельств.

Большую сложность представляет собой экстраполяция результатов эксперимента с животных на человека, что обусловлено в значительной мере различиями в размерах тела и связанными с этим различиями в максимумах поглощения энергии ЭМП.

Наряду с вопросами экстраполяции экспериментальных данных при переходе от порогов вредного действия к допустимым уровням важным является и установление коэффициента гигиенического запаса - для повышения надежности гигиенических нормативов.

При разработке международных нормативных документов, регламентирующих ПДУ ЭМП различных частотных диапазонов, основным источником репрезентативных данных являются опубликованные результаты различных исследований по изучению биологического действия ЭМП. При этом серьезное внимание уделяется критическому анализу имеющейся научной литературы. Согласно критериям Международной комиссии по защите от неионизирующих излучений (ICNIRP) литература для анализа (обзора, рассмотрения) должна быть опубликована в определенных научных журналах.

В европейских и международных стандартах дается краткое описание принципов нормирования. В основе нормирования, принятого в зарубежных странах, лежат следующие положения. Под действием электромагнитного поля, в котором находится человек, в его теле возбуждается электрический ток. Полагают, что на частотах до 1 МГц этот ток оказывает непосредственное вредное воздействие на мышечные ткани, нервную систему и другие органы человека. По результатам медико-биологических исследований устанавливается предельно допустимая плотность тока в теле человека (The basic restrictions for current densities in the body). Сведения о том, как это конкретно делается, в доступной литературе отсутствуют. Полученные значения предельно допустимой плотности тока используются для расчета ПДУ параметров электромагнитного поля, которые подлежат контролю при обеспечении электромагнитной безопасности. На низких частотах (в частности, на частотах ниже 1 МГц) такими параметрами являются напряженности электрического и магнитного полей. Расчет ПДУ производится следующим образом. Решается задача о возбуждении тока в модели тела человека, помещенной во внешнее электрическое (магнитное) поле. В результате решения этой задачи находится связь между плотностью тока в теле человека и напряженностью внешнего электрического (магнитного) поля. Используя эту связь, по известному значению предельно допустимой плотности тока устанавливают предельно допустимые значения напряженности электрического (магнитного) поля. Следует особо подчеркнуть, что ПДУ устанавливаются для параметров именно внешнего электромагнитного поля, т.е. электромагнитного поля, которое существует в среде при отсутствии тела человека. Связь между ПДУ и предельно допустимой плотностью тока может быть установлена не только теоретически, но и экспериментально, если поместить манекен (фантом, модель человека), имеющий необходимые электрические параметры, во внешнее электрическое (магнитное) поле и измерять в разных точках манекена плотность тока.

На частотах выше 1 МГц полагают, что вредное воздействие на организм оказывает не непосредственно протекающий ток, а тепло, выделяемое при протекании тока в теле человека, характеристикой которого является количество энергии dW, выделенное в массе тела dm за интервал времени dt. Так как приращение выделенной энергии dW за интервал времени dt является мощностью, то вводят понятие поглощенной удельной мощности (ПУМ) электромагнитной энергии в единице массы dm (Specific Absorption Rate - SAR).

.                                                  (1.8)

ПУМ выражается в единицах ватт на килограмм (Вт/кг).

ПУМ может быть выражена через приращение температуры тела dT за время dt, если известна его теплоемкость ci:

 t = 0                                                     (1.9)

Для электромагнитных величин

,                                                (1.10)

где ρ - плотность ткани тела объема dV, кг/м3;

Ei - среднее квадратическое значение напряженности электрического поля в ткани (В/м);

σ - удельная проводимость ткани тела См/м.

По результатам медико-биологических исследований устанавливаются предельные значения ПУМ. Далее на основе установленных значений ПУМ проводят расчет ПДУ параметров внешнего электромагнитного поля. Для этого, как и в случае частот ниже 1 МГц, решается задача о возбуждении тока в модели человека, помещенной во внешнее электрическое (магнитное) поле на частотах до 10 МГц или в поле плоской волны на частотах выше 10 МГц. В результате решения этой задачи находится распределение ПУМ в модели при заданных параметрах внешнего электромагнитного поля. После этого устанавливают предельно допустимые значения напряженности внешнего электрического (магнитного) поля или параметров падающей плоской электромагнитной волны. При этом на частотах выше 10 МГц может использоваться любой из параметров плоской электромагнитной волны: напряженность электрического поля, напряженность магнитного поля, плотность потока энергии.

Однако как в рекомендациях ICNIRP, так и в нормативных документах ряда зарубежных стран устанавливаются не значения ПДУ, а лишь значения так называемых «контрольных (контролируемых) уровней» (reference levels), которые, по сути, не являются нормативными в понимании, принятом у нас в стране.

Все это относится к ПДУ, которые считаются гигиеническими, так как они устанавливаются исходя из вредного воздействия электромагнитного поля на человека. Относительно недавно появились ПДУ параметров электромагнитного поля, возбуждаемого видеодисплейными терминалами (ВДТ), которые также используются при контроле для обеспечения электромагнитной безопасности при работе с ВДТ, но устанавливаются по-другому. Такие ПДУ можно назвать техническими, и устанавливались они следующим образом. Для серии ВДТ были произведены измерения параметров электромагнитного поля, найдены средние значения этих параметров и эти средние значения либо сами, либо умноженные на коэффициент, меньший единицы, были взяты в качестве ПДУ. Как правило, полученные таким образом технические ПДУ более чем на порядок меньше гигиенических ПДУ. Такой подход для нормирования параметров электромагнитного поля, возбуждаемого ВДТ, получил широкое распространение, хотя эти стандарты являются стандартами на технические параметры, а не гигиеническими.

С недавнего времени получил распространение и еще один принцип гигиенического нормирования ЭМП, в первую очередь МП промышленной частоты - предупредительный принцип (precautionary principle). Впервые предупредительный принцип в отношении МП ПЧ был сформулирован в 1996 г. в Швеции. Национальный институт защиты от излучений, Национальный совет по электробезопасности, Национальный совет по здоровью и безопасности населения, Национальный совет по здоровью и социальному обеспечению, Национальный совет по строительству и планированию разработали совместный документ ADI 478 о степени биологического действия МП ПЧ. В октябре 2001 г. он нашел отражение в информационном сообщении ВОЗ «Electromagnetic fields and public health. Extremely low frequency fields and cancer», предупреждающем о возможной канцерогенности крайне низкоинтенсивных МП ПЧ и рекомендующем всеми доступными средствами ограничивать воздействие МП ПЧ на организм человека.

1.3.2. Основные нормативные документы (НД) по санитарно-эпидемиологическому нормированию воздействий электромагнитных полей на население

Система НД по санитарно-эпидемиологическому нормированию внепроизводственных воздействий ЭМП включает в себя нормативы, устанавливающие предельно допустимые значения параметров электромагнитных воздействий на человека, принципы и методы контроля и обеспечения защиты. В России эта система включает в себя нормативные документы, утверждаемые Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации по рекомендации Федеральной комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Министерстве здравоохранения Российской Федерации: санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (СанПиН), гигиенические нормативы (ГН), предельно допустимые уровни (ПДУ), временные допустимые уровни (ВДУ). НД по электромагнитной безопасности населения приведены в списке литературы.

1.3.3. Санитарно-эпидемиологические нормативы для электромагнитных полей

Санитарно-эпидемиологические нормативы внепроизводственных воздействий ЭМП разработаны в нашей стране для отдельных диапазонов частот: электростатического поля, электрического и магнитного полей промышленной частоты (50 Гц); электромагнитного поля радиочастотного диапазона (30 кГц - 300 ГГц). Имеются также самостоятельные гигиенические нормативы для ЭМП от отдельных видов бытового оборудования: индукционных печей с диапазоном частот 20 - 22 кГц; СВЧ-печей с диапазоном частот 0,3 - 37,5 ГГц; ПЭВМ с диапазоном частот 5 Гц - 400 кГц и электростатическим потенциалом; средств сухопутной подвижной радиосвязи, включая сотовую связь с диапазоном частот 27 - 2400 МГц.

1.3.3.1. Санитарно-эпидемиологические нормативы для электростатического поля

Санитарно-эпидемиологическое нормирование внепроизводственных воздействий электростатических полей (ЭСП) осуществляется в соответствии с требованиями следующих нормативных документов: МСанПиН 001-96 «Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях»; СанПиН 2.1.2.1002-2000 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям»; СН 2158-80, «Санитарно-гигиенический контроль полимерных стройматериалов, предназначенных для применения в строительстве жилых и общественных зданий». Согласно этим документам ПДУ ЭСП, устанавливаемых для товаров народного потребления, строительных и отделочных материалов, составляют 15 кВ/м (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Гигиенические нормативы воздействия электростатических полей на население России

Источники ЭСП

Условия контроля

Гигиенические нормативы

Нормативный документ

Товары народного потребления (бытовые электрические приборы, радиоэлектронная аппаратура, телевизоры, игрушки, одежда, отделочные строительные материалы)

Измеряется на расстоянии 10 ± 0,1 см от поверхности изделия

ПДУ ЭСП не должен превышать 15 кВ/м

МСанПиН 001-96 «Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях»

Строительные и отделочные материалы, а также материалы, используемые для изготовления встроенной мебели в жилых помещениях

Измеряется на расстоянии 10 ± 0,1 см от поверхности изделия (при относительной влажности воздуха 30 - 60 %)

ПДУ ЭСП не должен превышать 15 кВ/м

СанПиН 2.1.2.1002-2000 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям»

Полимерные стройматериалы

Измеряется на расстоянии 10 ± 0,1 см от поверхности

 

СН2158-80 «Санитарно-гигиенический контроль полимерных стройматериалов, предназначенных для применения в строительстве жилых и общественных зданий»

Международной комиссией по защите от неионизирующих излучений (ICNIRP) не предложено каких-либо регламентов внепроизводственных воздействий ЭСП. В то же время стандарт Европейского комитета CENELEC предлагает контролируемый уровень воздействия на население, равный 14 кВ/м, т.е. практически совпадающий с принятым в России.

1.3.3.2. Санитарно-эпидемиологические нормативы для электрического и магнитного полей промышленной частоты (50 Гц)

При санитарно-эпидемиологическом нормировании внепроизводственных воздействий электрических и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц) определяется напряженность ЭП и напряженность МП (магнитная индукция).

Нормирование ЭП частотой 50 Гц осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 2971-84 «Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты»: МСанПиН 001-96 и СанПиН 2.1.2.1002-2000.

Причем, до недавнего времени регламентировались лишь уровни ЭП частоты 50 Гц, создаваемые воздушными линиями электропередачи напряжением 330 кВ и выше. При этом установленные ПДУ дифференцировались в зависимости от возможного времени пребывания населения - от 0,5 кВ/м внутри жилых зданий и сооружений и 1 кВ/м - на территории жилой застройки и до 20 кВ/м - в труднодоступной местности (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Гигиенические нормативы воздействия электрических и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц) на население России

Вид поля

Гигиенические нормативы

Нормативный документ

Примечания

ЭП 50 Гц

ПДУ напряженности ЭП 50 Гц, создаваемого воздушными линиями (ВЛ) электропередачи переменного тока, в зависимости от условий воздействия составляют:

0,5 кВ/м - внутри жилых зданий;

1 кВ/м - на территории зоны жилой застройки;

5 кВ/м - в населенной местности вне зоны жилой застройки (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа, в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов), а также на территории огородов и садов;

10 кВ/м - на участках пересечения ВЛ с автомобильными дорогами I - IV категорий

СНиП 2971-84 «Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты»

Измерения напряженности ЭП следует проводить на высоте 1,8 м от поверхности пола - (земли); Регламентируются границы санитарно-защитной зоны (СЗЗ) вдоль трассы ВЛ (территория, на которой напряженность ЭП превышает 1 кВ/м);

При напряженности электрического поля выше 1 кВ/м должны быть приняты меры по исключению воздействия на человека ощутимых электрических разрядов и токов стекания

ЭП 50 Гц

15 кВ/м - в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья)

20 кВ/м - в труднодоступной местности (недоступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально огороженных, т.е. недоступных для населения

 

 

ЭП 50 Гц

Допустимые уровни напряженности ЭП 50 Гц вне зависимости от вида источника в жилых помещениях не должны превышать 0,5 кВ/м

СанПиН 2.1.2.1002-2000 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям»

Измерения следует проводить на расстоянии 0,2 м от стен и окон на высоте 0,5 - 1,8 м от пола при полностью отключенных изделиях бытовой техники, включая устройства местного и общего освещения

 

Допустимые уровни напряженности ЭП 50 Гц, создаваемого ВЛ электропередачи переменного тока и другими объектами на территории жилой застройки, не должны превышать 1 кВ/м

 

Измерения следует проводить на высоте 1,8 м от поверхности земли

ЭП 50 Гц

Допустимые уровни напряженности ЭП 50 Гц, создаваемые товарами народного потребления, не должны превышать 0,5 кВ/м

МСанПиН 001-96 «Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях»

Измерения следует проводить на расстоянии 0,5 м от поверхности изделия

МП 50 Гц

Допустимые уровни индукции МП 50 Гц в жилых помещениях вне зависимости от вида источника не должны превышать 10 мкТл*

Допустимые уровни индукции МП 50 Гц, создаваемого ВЛ электропередачи переменного тока и другими объектами на территории жилой застройки, не должны превышать 50 мкТл*

СанПиН

2.1.2.1002-2000

Измерения следует проводить на расстоянии от 0,2 м от стен и окон и на высоте 0,5 - 1,5 м от пола при полностью отключенных изделиях бытовой техники и освещении. Измерения следует проводить на высоте 1,8 м от поверхности земли

* Приняты в качестве временного норматива.

В МСанПиН 001-96 были установлены нормы на ЭП частоты 50 Гц, создаваемые лишь товарами народного потребления. В разработанном недавно СанПиН 2.1.2.1002-2000 устанавливаемые ПДУ распространяются на ЭП в любых типах жилых помещений и на территориях жилой застройки, составляя 0,5 и 1 кВ/м, соответственно, вне зависимости от источника ЭП.

До недавнего времени в Российской Федерации отсутствовали гигиенические нормы на МП частоты 50 Гц. В настоящее время имеется временный норматив, указанный в СанПиН 2.1.2.1002-2000.

Предложены два нормативных значения для МП: внутри жилых помещений и на территории жилой застройки, которые составляют, соответственно, 10 и 50 мкТл. В настоящее время ведется работа по созданию научно обоснованных ПДУ МП для населения.

Установленные в России ПДУ для электрических и магнитных полей промышленной частоты значительно ниже предложенных Международными рекомендациями ICNIRP значений контролируемых уровней, которые составляют 5 кВ/м и 100 мкТл (80 А/м) соответственно.

Ряд европейских (и не только европейских) государств в настоящее время придерживаются рекомендаций, предложенных ICNIRP. Это Австрия, Германия, Чехия, Австралия и Новая Зеландия, Испания, Италия и др.

В то же время в ряде стран или регионов, исходя из «предупредительного принципа», были предложены более жесткие ограничения уровней ЭП и МП ПЧ. Основанием для этого послужили полученные в последние годы данные о возможности неблагоприятного (вплоть до канцерогенного) влияния на здоровье человека слабых МП ПЧ.

Так, в Италии в провинции Венеции в 1998 г. был принят региональный закон, устанавливающий в местах проживания населения предельный уровень ЭП ПЧ 0,5 кВ/м, а МП ПЧ 0,2 мТл. 23 декабря 1999 г. Федеральный совет Швейцарии принял декрет по защите населения от неионизирующих излучений, согласно которому установлено два типа ограничения уровней ЭМП ПЧ. Как базовые приняты «контролируемые уровни» в соответствии с ICNIRP. Кроме того, принимаются более жесткие ограничения для различных типов электроустановок, включающих в себя воздушные и подземные линии электропередачи напряжением более 1 кВ, трансформаторные подстанции, распределительные подстанции, распределительные устройства, железнодорожный транспорт и трамвай. Согласно этим ограничениям предельно допустимый уровень МП ПЧ в жилых зданиях, детских учреждениях, больницах и т.д. составляет 1 мкТл.

1.3.3.3. Санитарно-эпидемиологические нормативы для электромагнитного поля радиочастотного диапазона

Основными документами, регламентирующими внепроизводственные воздействия ЭМП в диапазоне частот 30 кГц - 300 ГГц, являются СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов», МСанПиН 001-96 и СанПиН 2.1.2.1002-2000.

Дополнительно регламентируются уровни ЭМП, генерируемые отдельными источниками:

индукционными печами - в диапазоне 20 - 22 кГц (в соответствии с СН 2550-82 «Предельно допустимые нормы напряженности электромагнитного поля, создаваемого индукционными бытовыми печами, работающими на частоте 20 - 22 кГц»;

СВЧ-печами - в диапазоне частот 0,3 - 37,7 ГГц (в соответствии с СН 2666-83 «Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами»);

персональными ЭВМ - в диапазоне частот 5 Гц - 400 кГц (в соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы»);

средствами сухопутной подвижной радиосвязи в диапазоне частот 27 - 2400 МГц (в соответствии с СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи»).

Согласно требованиям СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 устанавливаются ПДУ напряженности электрического поля для диапазона частот 30 кГц - 300 МГц и ПДУ плотности потока энергии (ППЭ) для диапазона частот 300 МГц - 300 ГГц. ПДУ различаются для разных частотных диапазонов и составляют: 25 В/м - для диапазона 30 кГц - 300 кГц; 15 В/м - для диапазона 0,3 - 3,0 МГц; 10 В/м - для диапазона 3 - 30 МГц, 3 В/м - для диапазона 30 - 300 МГц и 10 мкВт/см2 - для диапазона 300 МГц - 300 ГГц (табл. 1.4). В диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц для случаев облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора и сканирования, ПДУ составляет 25 мкВт/см2. Дополнительно СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 и СанПиН 2.1.2.1002-2000 устанавливают нормы на интенсивности ЭМП, создаваемых радиолокационными станциями специального назначения; принципы определения ПДУ при облучении от нескольких источников ЭМП; требования к источникам ЭМП радиочастотного диапазона и требования к размещению передающих радиотехнических объектов (условия согласования, определения границ санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки).

Национальные стандарты зарубежных стран и международные рекомендации устанавливают в одних случаях единые значения ПДУ для персонала и населения (например, Германия), в других - дифференцированные (Канада, Великобритания, ICNIRP). Дифференцируемый подход применяется и для контролируемых уровней ЭМП (США, Австралия, CENELEC).

В международных рекомендациях ICNIRP и CENELEC, а также в разработанных недавно гигиенических нормах в Польше регламентированы максимальные уровни ЭМП.

Таблица 1.4

Гигиенические нормативы воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ) на население России

Вид поля, диапазон частот

Гигиенические нормативы

Нормативный документ

Примечания

Электрическое и магнитное поле 20 кГц - 22 кГц

Епду = 500 В/м

Нпду = 4 А/м

СН 2550-82

Измерения следует проводить на расстоянии 0,3 м от корпуса печи

Электрическое поле 30 кГц - 300 МГц

Электромагнитное поле ³ 0,3 - 300 ГГц

Допустимые уровни ЭМП, создаваемые товарами народного потребления, в зависимости от диапазона частот составляют:

30 - 300 кГц - 25 В/м;

0,3 - 3 МГц - 15 В/м;

3 - 30 МГц - 10 В/м;

30 - 300 МГц - 3 В/м;

0,3 - 300 ГГц - 10 мкВт/см2;

0,3 - 37,5 ГГц - 10 мкВт/см2

МСанПиН 001-96, СН 2666-83

Измерения следует проводить на расстоянии 0,5 м от поверхности изделия

Измерения следует проводить на расстоянии 0,50 ± 0,05 м от поверхности печи при нагрузке 1 л воды

Электрическое поле 30 кГц - 300 МГц

Электромагнитное поле 0,3 - 300 ГГц

Предельно допустимые уровни ЭМП, создаваемые на территории жилой застройки и мест массового отдыха, в помещениях жилых, общественных и производственных зданий (внешнее излучение, вторичное излучение) в зависимости от диапазона частот составляют:

30 - 300 кГц - 25 В/м

0,3 - 3 МГц - 15 В/м

3 - 30 МГц - 10 В/м

30 - 300 МГц - 3 В/м для всех случаев облучения, кроме облучения от антенн РЛС специального назначения, работающих в диапазоне частот 150 - 300 МГц в режиме электронного сканирования луча, для которого ПДУ ЭМП на территории населенных мест, расположенных от источника в ближней зоне составляет 6 В/м, в дальней зоне - 19 В/м.

0,3 - 300 ГГц - 10 мкВт/см2 для всех случаев облучения, кроме облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора и сканирования, для которого ПДУ - 25 мкВт/см2

СанПиН 2.1.8/ 2.2.4.1383-03

СанПиН 2.1.2.1002-2000 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям»

СанПиН

2.1.8/ 2.2.4.1383-03

СанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям»

В жилых и общественных зданиях измерения уровней ЭМП от внешних источников и источников вторичного излучения следует проводить в центре помещений, у окон, батарей отопления и других металлических изделий, на балконах и др. при полностью отключенных изделиях бытовой техники, создающей ЭМИ РЧ, на высоте от поверхности пола 0,5, 1 и 1,7 м.

На открытой территории измерения следует производить на высоте 2 м от поверхности земли, далее - 3, 6, 9 м и т.д. в зависимости от этажности застройки;

Гигиеническая оценка результатов измерений при одновременном облучении от нескольких источников ЭМИ РЧ должна проводиться с учетом условий, изложенных в СанПиН 2.1.8/ 2.2.4.1383-03

Как уже отмечалось ранее, в рекомендациях ICNIRP указываются не собственно ПДУ, а «основные ограничения» и «контролируемые уровни» (табл. 1.5). Причем «основные ограничения» уровней воздействия ЭМП на население определяются простым пересчетом из соответствующих величин для условий производственных воздействий с дополнительным коэффициентом гигиенического запаса, равным 5, а «контролируемые уровни» пересчитываются из этих значений, составляя в итоге величины в 2 - 5 раз меньшие, чем для условий производственных воздействий. Нормативы ICNIRP не относятся ни к стандартам, регламентирующим выпуск продукции, ни к руководствам по медицинскому оборудованию, ни к документам, устанавливающим требования к измерительной технике для определения контролируемых уровней или защитным мероприятиям.

Таблица 1.5

Контролируемые уровни производственных воздействий переменных электрических и магнитных полей (средние квадратические значения внешнего поля)

Диапазон частот, f

Напряженность электрического поля Е, В/м

Напряженность магнитного поля Н, А/м

Магнитная индукция В, мкТл

Эквивалентная плотность потока энергии Sэкв Вт/м

До 1 Гц

-

3,2·104

4·104

-

1 - 8 Гц

10000

3,2·104/f

4·104/f

-

8 - 25 Гц

10000

4000/f

5000/f

-

0,025 - 0,8 кГц

250/f

4/f

5/f

-

0,8 - 3 кГц

250/f

5

6,25

-

3 - 150 кГц

87

5

6,25

-

0,15 - 1 МГц

87

0,73/f

0,92/f

-

1 - 10 МГц

87/f

0,73/f

0,92/f

-

10 - 400 МГц

28

0,0037

0,092

2

400 - 2000 МГц

1,375f

0,0037f

0,0046f

f/200

2 - 300 ГГц

61

0,16

0,20

10

Как уже упоминалось выше, в России устанавливаются требования к параметрам ЭМП, создаваемых ВДТ, в соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 (табл. 1.6).

Таблица 1.6

Контролируемые уровни воздействия электромагнитных полей, создаваемых видеодисплейными терминалами и персональными электронно-вычислительными машинами

Параметры ЭМП

Контролируемые уровни (ВДУ)

Нормативный документ

Напряженность электрического поля в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц

25 В/м

СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы»

Напряженность электрического поля в диапазоне частот 2 - 400 кГц

2,5 В/м

Плотность магнитного потока в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц

250 нТл

Плотность магнитного потока в диапазоне частот 2 - 400 кГц

25 нТл

Поверхностный электростатический потенциал при санитарно-эпидемиологической экспертизе

500 В

Напряженность электрического поля на рабочих местах

15 кВ/м

Согласно требованиям СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи», гигиеническое нормирование уровней ЭМП, создаваемых базовыми станциями и радиотелефонами, осуществляется в диапазоне частот 27 - 2400 МГц. ПДУ воздействия на население ЭМП от базовых станций не отличается от значений, указанных в СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 (табл. 1.7).

Таблица 1.7

Гигиенические нормативы воздействия электромагнитных полей, создаваемых средствами сухопутной подвижной радиосвязи, на население России

Диапазон частот

Гигиенические нормативы

Нормативный документ

Облучение от антенн базовых станций населения, проживающего на прилегающей селитебной территории

Облучение пользователей радиотелефонов

400 - 1200 МГц

10 мкВт/см2

100 мкВт/см2

МСанПиН 001-96 «Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях»

27 - 30 МГц

10 В/м

45 В/м*

СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи»

30 - 300 МГц

3 В/м

15 В/м*

300 - 2400 МГц

10 мкВт/см2

100 мкВт/см2*

*Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия на человека ЭМП, создаваемых подвижными станциями сухопутной радиосвязи непосредственно у головы пользователя.

В европейском стандарте ENV 50166-2 ограничение уровней ЭМП от мобильных телефонов основано на концепции определения удельной поглощенной мощности в антропоморфном фантоме головы человека. ПДУ устанавливаются дифференцированно в зависимости от частоты, исходя из величины ПУМ, равной 2 Вт/кг, по величинам напряженности электрического и магнитного полей и ППЭ. Вследствие этого, ПДУ на частоте 450 МГц равен 225 мкВт/см2 (29,2 В/м и 0,08 А/м); на частоте 900 МГц - 450 мкВт/см2 (45,0 В/м и 0,11 А/м) и на частоте 1800 МГц - 900 мкВт/см2 (60,0 В/м и 0,15 А/м) соответственно. ПУМ для массы 10 г усредняется в течение шести минут.

1.4. Контроль уровней электромагнитных полей

1.4.1. Требования к проведению контроля уровней

Для контроля уровней ЭМП, создаваемых различными источниками, используются расчетные и инструментальные методы.

Расчетные методы применяются преимущественно при проектировании новых или реконструкции действующих объектов. Для действующих источников контроль уровней ЭМП осуществляется с помощью инструментальных измерений.

Разработан ряд методических указаний, позволяющих регламентировать процедуру контроля уровней ЭМП, создаваемых различными источниками. Однако, эти документы не охватывают все необходимые случаи определения степени воздействия ЭМП различных частотных диапазонов на население.

«Методические указания по определению электромагнитного поля воздушных высоковольтных линий электропередачи и гигиенические требования к их размещению» № 4109-86 определяют как размеры санитарно-защитных зон воздушных линий электропередачи напряжением 330, 500, 750 и 1150 кВ, так и рекомендации по проведению инструментальных измерений в пределах санитарно-защитной зоны. Для контроля уровней ЭП частоты 50 Гц, создаваемых другими источниками, методические указания не разработаны. Имеются лишь отдельные рекомендации по принципам контроля в соответствующих нормативных документах. Однако, приведенные в СанПиН 2.1.2.1002-2000 принципы контроля уровней ЭП и МП частоты 50 Гц в местах проживания населения и в зоне жилой застройки представлены не корректно, вследствие чего в ближайшее время этот документ должен быть пересмотрен.

Для контроля уровней ЭМП радиочастотного диапазона от индукционных печей в диапазоне 20 - 22 кГц в СН 2550-82 указаны расстояния контроля 30 см.

Для контроля уровней ЭМП от СВЧ-печей в диапазоне 0,3 - 37,5 ГГц в СН 2666-83 указаны расстояния контроля 50 ± 5 см.

В СанПиН 2.1.8./2.2.4.1383-03 содержатся общие принципы контроля уровней ЭМП радиочастотного диапазона. Для обеспечения частных требований по контролю уровней ЭМП от определенных источников разработана серия методических указаний (МУК). ПДУ в них определяются методом расчета.

МУК 4.3.044-96 «Определение уровней электромагнитного поля, границ санитарно-защитной зоны и зон ограничения застройки в местах размещения передающих средств радиовещания и радиосвязи кило-, гекто- и декаметрового диапазонов»;

МУК 4.3.1677-03 «Определение уровней электромагнитного поля, создаваемого излучающими техническими средствами телевидения, ЧМ радиовещания и базовых станций сухопутной подвижной радиосвязи»;

МУК 4.3.678-97 «Определение уровней напряжений, наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений»;

МУК 4.3.679-97 «Определение уровней магнитного поля в местах размещения передающих средств радиовещания и радиосвязи кило-, гекто- и декаметрового диапазонов»;

МУК 4.3.1676-03 «Гигиеническая оценка электромагнитных полей, создаваемых радиостанциями сухопутной подвижной связи, включая абонентские терминалы спутниковой связи».

Расчетные методы чаще всего находят применение при определении границ санитарно-защитных зон, зон ограничения застройки радиопередающих объектов, что является важным для составления санитарно-эпидемиологического заключения на объект.

Контроль уровней ЭМП в целях обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, предотвращения поступления на потребительский рынок страны опасной для человека продукции (согласно Приказу Министерства здравоохранения Российской Федерации № 325 от 15.08.2001 г.) предусматривает также обязательную санитарно-эпидемиологическую экспертизу продукции, являющейся источником ЭМП.

1.4.2. Методы и приборы измерений характеристик электромагнитного поля

1.4.2.1. Напряженность электрического поля

Наиболее распространенным методом измерения параметров электрического поля является метод, в основе которого лежит свойство проводящего тела, помещенного в электрическое поле. Если поместить в электрическое поле незаряженное проводящее тело, то под действием электрического поля произойдет перераспределение электрических зарядов в теле и на его поверхности таким образом, что напряженность электрического поля в теле и касательная составляющая напряженности на его поверхности обратятся в нуль. При этом, кроме внешнего (падающего) поля, которое существовало в пространстве до внесения в него проводящего тела, появится электрическое поле, возбуждаемое зарядами на теле (рассеянное электрическое поле). Именно напряженность полного (суммарного, т.е. равного сумме внешнего и рассеянного) электрического поля в теле и касательная составляющая на поверхности должны равняться нулю. Равенство нулю касательной составляющей напряженности суммарного электрического поля на поверхности тела и напряженности суммарного электрического поля в теле означает, что потенциал суммарного электрического поля во всех точках тела одинаков. Этот потенциал называется потенциалом проводящего тела. Он равен потенциалу внешнего электрического поля в некоторой точке проводящего тела. Если проводящее тело находится в однородном электрическом поле, то эта точка совпадает с центром электрических зарядов тела (понятие центра электрических зарядов аналогично понятию центра масс в механике). Положение центра электрических зарядов зависит только от формы тела, и для тел, имеющих центр симметрии (шар, куб, цилиндр), совпадает с центром симметрии. Это значит, что потенциал проводящего шара (куба, цилиндра), помещенного в однородное электрическое поле, равен потенциалу внешнего электрического поля в центре шара (куба, цилиндра).

Если в однородное электрическое поле поместить два проводящих тела, то возникнет разность потенциалов, равная разности потенциалов внешнего электрического поля между центрами электрических зарядов тел. Эта разность потенциалов U связана с модулем напряженности внешнего электрического поля Е0 соотношением

U = L E0 cosθ,                                                        (1.11)

где L - расстояние между центрами электрических зарядов, θ - угол между вектором напряженности внешнего электрического поля и прямой, соединяющей центры электрических зарядов. Приведенное соотношение лежит в основе измерения напряженности электрического поля, так как связывает разность потенциалов U между двумя проводящими телами, которая может быть измерена, с модулем напряженности внешнего электрического поля. Все сказанное выше относится как к постоянному, так и переменному электрическим полям при условии, что в случае переменного электрического поля размеры системы, состоящей из проводящих тел, малы по сравнению с длиной волны.

Модуль напряженности постоянного электрического (электростатического) поля

Формально для измерения модуля напряженности постоянного электрического поля можно использовать описанный выше принцип и использовать соотношение (1.12), измеряя вольтметром постоянного тока с большим входным сопротивлением напряжение U между проводящими телами, образующими первичный преобразователь. Однако из-за конечного входного сопротивления вольтметра между проводящими телами будет протекать ток. В результате протекания тока тела будут заряжаться, а разность потенциалов между телами будет уменьшаться. При этом показания вольтметра будут меняться. Формула применима при бесконечно большом входном сопротивлении вольтметра. Чтобы избежать этого, первичный преобразователь приводят во вращение, тем самым, изменяя во времени угол θ. Если угловая скорость вращения первичного преобразователя ω, то получаем

U = L E0 cosωt.                                                             (1.12)

Таким образом, на выходе первичного преобразователя (между проводящими телами) будет действовать переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна модулю напряженности внешнего электростатического поля. Измерение U позволяет найти модуль напряженности внешнего электростатического поля.

Существуют различные варианты описанного метода измерения модуля напряженности электростатического поля. Например, можно вращать первичный преобразователь вокруг его центра симметрии, а можно использовать несимметричный преобразователь, оставляя при вращении одно из проводящих тел неподвижным. Наконец, можно оставить оба тела неподвижными, а вращать дополнительное третье тело, которое периодически экранирует первичный преобразователь.

Среднее квадратическое значение напряженности переменного электрического поля

При измерении напряженности переменного электрического поля в качестве первичного преобразователя, как правило, используется дипольная антенна, размеры которой малы по сравнению с длиной волны. Дипольная антенна состоит из двух одинаковых, симметрично расположенных и изолированных друг от друга металлических тел. Это могут быть, например, два соосных цилиндра (цилиндрическая антенна), два соосных конуса, обращенных вершинами друг к другу (биконическая антенна), две тонкие металлические полоски на диэлектрическом основании, две параллельные пластины (конденсаторная антенна) и т.д. Дипольная антенна имеет ось симметрии, например, общую ось цилиндров у цилиндрической антенны или общую ось конусов у биконической антенны. Эта ось называется осью дипольной антенны.

Если поместить дипольную антенну в однородное электрическое поле, то между элементами, образующими дипольную антенну (цилиндрами, конусами и т.д.), возникнет переменное напряжение, мгновенное значение которого будет пропорционально проекции мгновенного значения напряженности электрического поля на ось дипольной антенны. Измерение среднего квадратического значения этого напряжения даст величину, пропорциональную среднему квадратическому значению проекции напряженности электрического поля на ось дипольной антенны. Здесь речь идет о внешнем электрическом поле, т.е. об электрическом поле, которое существовало в пространстве, до внесения в него дипольной антенны. Таким образом, основными элементами измерителя электрического поля (измерителя среднего квадратического значения напряженности переменного электрического поля) являются дипольная антенна и средний квадратический вольтметр.

1.4.2.2. Напряженность (индукция) магнитного поля

Модуль напряженности постоянного магнитного поля

Существует несколько типов измерительных преобразователей постоянного магнитного поля, основанных на различных физических явлениях. Однако, в диапазоне значений напряженности магнитного поля, принятом для измерения на соответствие санитарным нормам, обычно используются преобразователи, основанные на эффекте Холла. Их широкое распространение связано отчасти с тем, что они используются не только для измерения постоянного магнитного поля, но и позволяют измерять низкочастотное переменное поле.

Эффект Холла относится к гальваномагнитным явлениям, под которыми понимают ряд вторичных эффектов, возникающих при помещении проводника или полупроводника с током в магнитное поле. К ним относятся: возникновение разности потенциалов (эдс.), изменение электрического сопротивления проводника, возникновение разности температур.

Эффект Холла проявляется, если к паре противоположных граней прямоугольной пластины из полупроводника приложить напряжение, вызывающее постоянный ток. Под действием вектора индукции, перпендикулярного пластине, на движущиеся носители заряда будет действовать сила, перпендикулярная вектору плотности постоянного тока. Следствием этого будет возникновение разности потенциалов между другой парой граней пластины. Эту разность потенциалов называют эдс. Холла. Ее величина пропорциональна составляющей вектора магнитной индукции, перпендикулярной пластине, толщине пластины и постоянной Холла, которая является характеристикой полупроводника. Таким образом, зная коэффициент пропорциональности между эдс. и магнитной индукцией и измеряя эдс., определяют значение магнитной индукции.

Среднее квадратическое значение напряженности переменного магнитного поля

В качестве первичного преобразователя используется рамочная антенна, размеры которой малы по сравнению с длиной волны. Под действием переменного магнитного поля на выходе рамочной антенны возникает переменное напряжение, мгновенное значение которого пропорционально проекции мгновенного значения напряженности магнитного поля на ось, перпендикулярную плоскости рамочной антенны и проходящую через ее центр. Измерение среднего квадратического значения этого напряжения дает величину, пропорциональную среднему квадратическому значению проекции напряженности магнитного поля на ось рамочной антенны.

1.4.2.3. Плотность потока энергии электромагнитного поля

На частотах до нескольких десятков гигогерц плотность потока энергии измеряется в уже сформировавшейся электромагнитной волне, структура которой близка к структуре плоской волны. В этом случае плотность потока энергии связана с напряженностью электрического или магнитного поля. Поэтому для измерения плотности потока энергии используются фактически измерители среднего квадратического значения напряженности электрического или магнитного полей, которые отградуированы в единицах плотности потока энергии электромагнитного поля.

Перечень рабочих средств измерений, применяемых для контроля параметров электромагнитного поля, приведен в табл. 1.8.

Таблица 1.8

Рабочие средства измерений, применяемые для контроля параметров электромагнитного поля

Наименование средства измерений, тип

Изготовитель

Частотный диапазон

Измеряемая величина, единица измерения

Диапазон измерения

Пределы основной погрешности измерения

Примечание

Измерители напряженности поля:

П3-15

Завод РИАП, Нижний Новгород

0,1 - 300 МГц

НЭП, В/м

1 - 3000

± 3 дБ

 

0,01 - 30 МГц

НМП, А/м

0,5 - 500

± 3 дБ

П3-21

0,01 - 300 МГц

НЭП, В/м

1 - 1000

± 3 дБ

0,01 - 30 МГц

НМП, А/м

0,5 - 16

± 3 дБ

П3-25

0,02 - 20 кГц

НЭП, В/м

50 - 12000

± 20 %

П3-26

0,02 - 20 кГц

НЭП, В/м

100 - 12000

± 20 %

Измерители ППЭ ЭМП: П3-18

Завод РИАП, Нижний Новгород

0,3 - 39,65 ГГц

ППЭ, мкВт/см2

(0,32 - 10) - (3,2 - 10)103

± 2 дБ

 

П3-18А

0,3 - 40 ГГц

ППЭ, мкВт/см2

(0,9 - 10) - (3,2 - 10)103

± 2 дБ

П3-19

0,3 - 39,65 ГГц

ППЭ, мкВт/см2

(0,32 - 20) - (20 - 100)103

± 2 дБ

П3-20

0,3 - 39,65 ГГц

ППЭ, мкВт/см2

(0,32 - 10) - (20 - 100)103

± 2 дБ

Измеряет экспозицию

П3-24

 

37, 5 - 178,4 ГГц

ППЭ, мкВт/см2

10 - 1·104

± 2,5 дБ

С датчиком ИП-1

 

 

30 - 3·104

± 2,5 дБ

С датчиком ИП-2

П3-30

0,3 - 40 ГГц

ППЭ, мкВт/см2 (НЭП, В/м)

0,265 - 105

(1 - 615)

± 3,2 дБ

Измеряет экспозицию

Измеритель напряженности ближнего поля НФМ 1

VEB «FUNK-MECHANIK», Германия

50 Гц

НЭП, кВ/м

2 - 40

± 20 %

 

 

 

0,06 - 350 МГц

НЭП, В/м

2 - 1500

± 20 %

 

 

 

0,1 - 10 МГц

НМП, А/м

1 - 10

± 20 %

 

Измеритель напряженности поля малогабаритный ИПМ-101

НПП «КАДР», Москва

0,03 - 1200 МГц, 2,45 ГГц

НЭП, В/м

(ППЭ, мкВт/см2)

1 - 100 (0,265 - 2650)

± 20 %

В составе с антенной Е01

0,03-1200 МГц, 2,45 ГГц

НЭП, В/м

(ППЭ, мкВт/см2)

5 - 500 (6,6 - 66000)

± 20 %

В составе с антенной Е02

0,03 - 3 МГц

НМП, А/м

0,5 - 50

± 22 %

В составе с антенной Н01

1 - 50 МГц

НМП, А/м

0,1 - 10

± 22 %

В составе с антенной Н02

Измеритель напряженности поля малогабаритный микропроцессорный ИПМ-101М

НПП «Доза», п. Менделеево Московской обл.

0,03 - 1200 МГц, 2,45 ГГц

НЭП, В/м

(ППЭ, мкВт/см2)

1 - 100 (0,265 - 2650)

± 20 %

В составе с антенной Е01

0,03 - 1200 МГц, 2,45 ГГц

НЭП, В/м

(ППЭ, мкВт/см2)

5 - 500 (6,6 - 66000)

± 20 %

В составе с антенной Е02

0,03 - 3 МГц

НМП, А/м

0,5 - 50

± 22 %

В составе с антенной Н01

1 - 50 МГц

НМП, А/м

0,1 - 10

± 22 %

В составе с антенной Н02

Измеритель напряженности поля промышленной частоты П3-50

АОЗТ «ТАНО», Москва

48 - 52 Гц

НЭП, кВ/м

0,01 - 100

± 15 %

 

48 - 52 Гц

НМП, А/м

0,1 - 1800

± 15 %

 

Измеритель напряженности электростатического поля П3-27

СКВ РИАП, Нижний Новгород

Постоянное поле

НЭП, кВ/м

0,3 - 180

± 15 %

 

Измеритель напряженности электростатического поля ЭСПИ-301

ЗАО «ЭЛВЕС», п. Менделеево Московской обл.

Постоянное поле

НЭП, кВ/м

0,3 - 180

± 15 %

 

Измеритель напряженности электростатического поля СТ-01

ООО «нтм-Защита», Москва

Постоянное поле

НЭП, кВ/м

0,3 - 180

± 15 %

 

Измеритель напряженности электростатического поля ИЭСП-01

ГУП «Циклон-Прибор», Фрязино

Постоянное поле

НЭП, кВ/м

1 - 180

± 10 %

 

Измеритель электромагнитных излучений видеодисплейных терминалов П3-28

СКВ РИАЛ, Нижний Новгород

5 - 2000 Гц

НЭП, В/м

1 - 100

± 20 %

 

2 - 400 кГц

НЭП, В/м

1 - 100

± 20 %

 

5 - 2000 Гц

НМП, А/м

0,01 - 5

± 20 %

 

2 - 400 кГц

НМП, мА/м

10 - 800

± 20 %

 

Измеритель переменных электрических полей ИЭП-05

ГУП «Циклон-Прибор», Фрязино

5-2000 Гц

НЭП, В/м

10-200

±20 %

 

2-400 кГц

НЭП, В/м

1-20

±20 %

 

Измеритель переменных магнитных полей ИМП-05

ГУП «Циклон-Прибор», Фрязино

5 - 2000 Гц

МИ, нТл

100 - 2000

± 20 %

 

2 - 400 кГц

МИ, нТл

10 - 200

± 20 %

 

Измеритель переменного электрического поля ИЭП-04

ГУП «Циклон-Прибор», Фрязино

5 - 2000 Гц

НЭП, В/м

7 - 1000

± 10 %

 

2 - 400 кГц

НЭП, В/м

0,7 - 100

± 10 %

 

Измеритель переменного магнитного поля ИМП-04

ГУП «Циклон-Прибор», Фрязино

5 - 2000 Гц

МИ, нТл

200 - 5000

± 10 %

 

2 - 400 кГц

МИ, нТл

10 - 1000

± 10 %

 

Измеритель параметров электрического и магнитного полей ВЕ-МЕТР-АТ-002

ООО «НТМ-Защита», Москва

5 - 2000 Гц

НЭП, В/м

8 - 100

± 20 %

 

2 - 400 кГц

НЭП, В/м

0,8 - 10

± 20 %

 

5 - 2000 Гц

МИ, мкТл

0,08 - 1

± 20 %

 

2 - 400 кГц

МИ, нТл

8 - 100

± 20 %

 

Микротесламетр: Г703

Завод «Микропровод», Кишинев

20 - 50 Гц (20 Гц - 200 кГц)

МИ, Тл

1·10-8 - 1·10-3

± 5 %

 

Г-79

 

0,02 - 20 кГц

МИ, мкТл

0,1 - 1000

± 5 %

 

Ф-4356

 

45 - 55 Гц (до 1000 Гц)

МИ, мТл

0,1 - 100

± (4 - 6) %

 

Миллитесламетр ТП2-2У

ВИИФТРИ, МЦРМИ, п. Менделеево Московской обл.

Постоянное поле

МИ, мТл

0,1-1900

±2,0 %

 

20-10000 Гц

МИ, мТл

0,1-1900

±2,5 %

 

Миллитесламетр МПМ-2

ВИИФТРИ, МЦРМИ, п. Менделеево Московской обл.

Постоянное поле

МИ, мТл

0,1 - 190,0

± 2,5 %

 

40 - 200 Гц

МИ, мТл

0,1 - 190,0

± 5,0 %

 

1.4.3. Особенности контроля уровней ЭМП, создаваемых системами сотовой связи

Как уже указывалось выше, одним из сложных вопросов обеспечения электромагнитной безопасности населения на современном этапе является контроль уровней ЭМП, создаваемых системами сотовой связи.

1.4.3.1. Физические основы функционирования систем сотовой связи

Идея сотовых сетей, принадлежащая компании Bell System, привела в конце 40-х годов к созданию новой модели подвижной радиосвязи. Вместо использовавшейся ранее «радиовещательной модели» с передатчиком большой мощности, расположенным на возвышении и передающим радиосигналы в зоне большой площади, новая модель требовала множества менее мощных передатчиков, причем каждый из них специально предназначался для обслуживания только небольшой зоны, названной сотой (cell). Например, большой город с единственным мощным передатчиком мог быть разделен на множество небольших сот, каждая из которых оборудована одним маломощным передатчиком (рис. 1.5).

Весьма важными особенностями «сотовой архитектуры», с точки зрения электромагнитной безопасности населения, является использование передатчиков небольшой мощности. В этом главное отличие сотовой радиосвязи от традиционной.

В соответствии с международными рекомендациями, касающимися использования подвижной связи в диапазоне частот 862 - 960 МГц, стандарты GSM на цифровую глобальную сотовую систему наземной подвижной связи предусматривают работу передатчиков мобильных подвижных станций (радиотелефонов) в двух диапазонах частот: 890 - 915 МГц, и 935 - 960 МГц (для передатчиков базовых станций). В настоящее время в стадии освоения находится диапазон частот от 1710 до 1880 МГц.

Физическая связь между мобильной (МС) и базовой (БС) станциями осуществляется путем приема и передачи радиочастотного пакета, форма маски сигнала огибающей которого (допустимых пределов по амплитуде и временному интервалу) приведена на рис. 1.6, а.

Рис. 1.5. Схема сотовой связи в городской зоне

Рис. 1.6:

а - маска огибающей радиочастотного пакета; б - информационная часть радиочастотного пакета

Информационная часть радиочастотного пакета сосредоточена в области плоской части маски, находящейся между значениями минус 0,5 и 0 дБ. Передача информации осуществляется путем частотной модуляции несущей радиочастотного пакета, соответствующей цифровому сигналу (рис. 1.6, б).

Передатчики МС и БС характеризуются выходной мощностью, которая подается на антенну. Так как в сотовых системах связи используются одни и те же типы антенн, мощность на входе антенны однозначно связана с напряженностью электрического поля или плотностью потока энергии электромагнитного поля в дальней зоне. Поэтому мощность передатчика является параметром электромагнитной безопасности, использующимся в стандартах сотовой системы связи.

Термин выходная мощность в стандартах GSM относится к мощности, которая усредняется по информационной части радиочастотного пакета.

Термин пиковая мощность (ПМ) относится к максимальной мощности сигнала за время, достаточное для захвата сигнала и его измерения.

Термин выходная мощность крайне неудачен, так как не соответствует своему определению, что приводит к путанице. По существу, это среднее значение пиковой мощности за время длительности информационной части радиочастотного пакета. Поэтому далее он заменен термином средняя пиковая мощность (СПМ).

Классы мощности и соответствующие им значения СПМ приведены в табл. 1.9.

Таблица 1.9

Классы мощности и соответствующие им значения средней пиковой мощности

Класс мощности

МС, Вт (дБ отн. 1 м Вт)

БС, Вт

1

20 (43)

320

2

7,8 (39)

160

3

5,0 (37)

80

4

2,0 (33)

40

5

0,8 (29)

20

6

 

10

7

 

5,0

8

 

2,5

1.4.3.2. Определение параметров электромагнитной безопасности базовых станций

При эксплуатационных испытаниях базовых станций (БС) контролируют следующие параметры: среднюю мощность передатчика в режиме генерации несущей радиочастотного пакета, которая совпадает с СПМ; центральную частоту спектра излучения; ширину необходимой полосы излучений; уровни внеполосных излучений. Измеренные значения параметров излучений радиопередающих устройств БС должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 50016-92, ГОСТ Р 50657-94 и эксплуатационной документации.

При санитарно-эпидемиологической оценке электромагнитной безопасности населения контролируется плотность потока энергии ЭМП.

В связи с тем, что передатчик БС работает в режиме, близком к непрерывной генерации (радиочастотные пакеты повторяются часто), при контроле ПДУ ЭМП используется измеритель средних квадратических значений напряженности электрического поля или измеритель средней плотности потока энергии, что соответствует гигиеническим требованиям.

1.4.3.3. Определение параметров электромагнитной безопасности МС в соответствии со стандартами связи GSM

Нормируемым параметром, определяющим одну из главных характеристик уровня ЭМП, создаваемого МС, является СПМ в режиме передачи сообщений. Для МС со встроенной антенной ее определяют через напряженность электрического поля в дальней зоне излучения МС. МС с встроенной антенной относятся к 5-му классу мощности.

Для проведения измерений электромагнитного поля МС необходимо обеспечить определенные режимы ее функционирования, которые в процессе эксплуатации задаются как системой сотовой связи через базовые станции, так и пользователем. Поэтому для установления соответствия МС требованиям стандартов сотовой связи GSM в состав испытательного оборудования обязательно должен входить имитатор (System Simulator), который при испытаниях МС заменяет БС и пользователя и обычно совмещается с приемником, для измерения ПМ.

Измерения напряженности электрического поля МС и определение СПМ производится следующим образом:

МС размещается в безэховой камере или на открытой испытательной площадке на изолированной подставке в положении, обеспечивающем нормальное функционирование.

Приемник с имитатором подключается к измерительной антенне, расположенной на расстоянии трех метров от МС. Имитатор подает вызов, по которому МС устанавливает режим работы с максимальной СПМ.

Измерение ПМ радиочастотного пакета МС, полученного с выхода антенны, осуществляется методом выборки. Приемник осуществляет захват пакета и проводит измерение значений ПМ сигнала в течение периода продолжительности радиочастотного пакета. Скорость сканирования приемника должна быть не менее 2/Т, где Т - один бит или период модуляции (3,69 мкс). Полученный массив содержит примерно 300 значений. Значения, которые соответствуют времени передачи информационной части радиочастотного пакета, усредняются и используются в качестве опорного уровня 0 дБ, соответствующего максимальной СПМ МС.

Полученный массив данных сравнивается с маской, приведенной на рис. 1.7, а. МС поворачивается на 360° (с шагом угла поворота 45°) и устанавливается в восьми положениях от 0 до 7. При этом в каждом положении МС устанавливается в режим работы с максимальной СПМ.

МС замещается полуволновой дипольной антенной, подключенной к измерительному генератору, резонансной на средней частоте диапазона, в котором осуществляется передача сигналов (902,5 МГц). Мощность измерительного генератора устанавливается такой, чтобы получить значения, соответствующие опорному уровню 0 дБ, измеренному на выходе антенны имитатором в восьми положениях МС. Эта операция повторяется на пяти частотах, соответствующих каналам передачи с 60 по 65. Образуется матрица 8´5, у которой значения, указанные в столбцах, соответствуют положениям МС при вращении, а в строках - частоте (номеру канала). Для каждого канала вычисляется средняя выходная мощность генератора Рас, подводимая к полуволновой дипольной антенне, по восьми устанавливаемым мощностям Рпс при различных положениях МС

.

Далее используется соотношение, связывающее мощность в передающей антенне Р и напряженность электрического поля Е в дальней зоне излучателя,

,

где G - коэффициент направленного действия антенны (КНД); k = 2p- постоянная распространения в свободном пространстве; λ - длина волны; r - расстояние до точки наблюдения.

Так как используется метод замещения, напряженности электрического поля, создаваемые МС и полуволновой дипольной антенной, одинаковы в месте расположения приемной антенны. Между мощностью, подведенной к полуволновой антенне (Рас), мощностью, подведенной к антенне, встроенной в МС мс), КНД дипольной антенны (Ga) и КНД антенны МС (Gм) существует связь Рмс Gм = Рас Ga, по которой определяется мощность МС.

Для значений мощности, усредненной по каналам, получаем соотношение:

Рм (относительно 1 мВт) = Ра (относительно 1 Вт) + 30 + 2,15 дБ.

В этом соотношении предполагается, что КНД антенны МС равен единице (КНД выраженный в дБ, равен нулю), что соответствует изотропному источнику излучения. КНД полуволновой дипольной антенны, выраженный в дБ, равен 2,15.

Погрешность определения СПМ МС должна находиться в пределах ± 3 дБ.

1.4.3.4. Определение параметров электромагнитной безопасности МС в соответствии с европейскими стандартами EN

Разработан проект европейского стандарта EN 50361. Базовый стандарт по измерениям поглощенной удельной мощности (ПУМ) при облучении человека электромагнитными полями мобильных телефонов (300 МГц - 3 ГГц). Этот стандарт распространяется на любые передатчики МС в диапазоне частот от 300 МГц до 3 ГГц, у которых излучающая часть располагается в непосредственной близости от уха человека, включая переносные телефоны и т.д. Стандарт EN 50361 определяет методы и средства испытаний для измерения ПУМ.

,

где dP - электромагнитная мощность (для МС - СПМ), поглощенная в массе dm; σ - удельная проводимость среды (в данном случае - тканей тела человека); ρ - плотность среды (ткани); Еi - среднее квадратическое значение напряженности электрического поля (для МС - за время информативной части радиочастотного пакета).

Измерения должны проводиться с помощью миниатюрного преобразователя, для определения распределения напряженности электрического поля внутри фантома, моделирующего голову человека, помещенного в ЭМП МС. Преобразователь устанавливается с помощью автоматической системы позиционирования. По измеренным значениям напряженности электрического поля рассчитываются распределение ПУМ и его среднее значение для максимальной массы. При измерении ПУМ должны выполняться следующие условия:

окружающая температура может быть установлена в пределах (15 - 30) °С с допустимым отклонением от установленного значения за время измерения ± 2 °С;

МС не должна взаимодействовать с локальной сетью связи;

должно быть устранено влияние посторонних источников радиочастотного излучения на результаты измерений;

должно быть устранено влияние искажений ЭМП МТ за счет окружающих предметов (пол, позиционер и т.д.);

проведение градуировки измерительной системы - не реже одного раза в год;

по размерам и форме фантом должен походить на голову и шею человека, так как форма является одним из основных параметров, влияющих на риск облучения;

свойства материалов, из которых изготовляется фантом, должны быть близки к свойствам тканей головы;

фантом должен служить сосудом для жидкости и позволять проводить сканирование электрического поля внутри него;

фантом не должен содержать лишних частей, например, рук.

Форма и размеры фантома должны быть основаны на антропометрических данных. Фантом должен иметь плоское ухо для МС.

Оболочка должна быть изготовлена из диэлектрического материала, тангенс угла потерь которого удовлетворяет требованиям: tgδ £ 0,05; │εr£ 5. Допуск на толщину оболочки в области установки МС должен находиться в пределах ± 2 мм.

Диэлектрические свойства жидкости фантома должны быть близки к диэлектрическим свойствам тканей человека и определяться выражениями:

εr = 46,52 - 0,006 f + 1,59·10-6 f2 - 1,40·10-10f3,

σ = 0,8054 + 0,00015 f + 4,12·10-8 f2 + 2,87·10-11 f3,

где εr - относительная диэлектрическая проницаемость;

σ - удельная проводимость жидкости, См/м;

f - частота, МГц.

В обязательном приложении D к стандарту EN 50361, посвященному процедуре аттестации (validation) измерительной системы, рекомендуемой для измерения ПУМ от МС, кроме технических подробностей приведены и некоторые организационные аспекты, которые могут дать представление как о точности определения ПУМ, так и системе испытаний МС:

передаваемые для испытаний образцы МС должны быть представлены трем институтам, уполномоченным национальными комитетами;

каждая МС испытывается индивидуально производителем, для того чтобы ее СПМ находилась в пределах ± 0,3 дБ от требуемой величины и в том же диапазоне, что и измеренная в безэховой камере;

институтам также предоставляется оборудование для контроля частоты и СПМ МС;

при оценке погрешности измерительной системы должно проводиться сравнение с контрольными значениями ПУМ. Контрольные значения ПУМ определяются путем межлабораторных сличений и поступают от институтов, указанных выше.

Если расхождения между измеренными и контрольными значениями превышают ± 15 % (± 0,5 дБ), то проводится переаттестация системы.

1.4.3.5. Сравнение методов определения параметров электромагнитной безопасности МС в стандартах GSM u EN

Сравним основные положения методов определения параметров МС с встроенной антенной, связанных с электромагнитной безопасностью, которые доступны для потребителя и изложены в стандартах сотовой связи GSM, с методами определения, изложенными в стандартах EN.

1. Параметрами, подлежащими определению в результате измерений, являются СПМ радиочастотного пакета (GSM) и (ПУМ) в тканях человека или фантоме (EN).

2. СПМ и ПУМ являются расчетными величинами, измеряемой величиной является напряженность электрического поля.

3. Измерения проводятся в безэховой камере (GSM) и в проводящей среде внутри фантома (EN).

4. СПМ определяется по измерениям в дальней зоне МС (GSM), ПУМ - в ближней зоне МС (EN).

5. Измерения проводятся при максимальной СПМ МС в установившемся режиме связи (EN), задаваемой с помощью имитатора.

6. Ответственность за достоверность определения параметров, связанных с электромагнитной безопасностью, несет производитель (GSM) и уполномоченные институты (EN), которые, кроме средств испытаний МС, используемых производителем, оснащены специфическими средствами испытаний (фантомами, позиционерами, изотропными преобразователями напряженности электрического поля для измерений в проводящей среде).

7. Точность относительных измерений СПМ у производителя характеризуется пределами допускаемой погрешности ± 0,25 дБ (рис. 1.6, а), абсолютных измерений - ± 3,0 дБ. Точность относительных измерений в уполномоченных институтах составляет ± 0,6 дБ, а абсолютных измерений параметра ПУМ в диапазоне значений от 0,4 до 10 Вт/кг - ± 30 % (1,14 дБ). Таким образом, отношение абсолютных и относительных погрешностей измерений, выраженных в процентах, у производителя равно 16,8, а у институтов - 2. Если отношение, полученное производителем, верно, то пределы погрешности абсолютных измерений ПУМ должны оцениваться величиной не менее чем ± 5,5 дБ. В связи с этим оценка погрешности измерения ПУМ, приведенная в EN, выглядит недостоверной.

1.4.3.6. Нормирование ЭМП МС (далее - подвижные станции) в России

В СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи» установлена процедура контроля уровней ЭМП от МС. Контроль уровней напряженности электрического поля и ППЭ ЭМП, создаваемых подвижными станциями, осуществляется при выдаче санитарно-эпидемиологического заключения на продукцию.

Измерения уровней напряженности электрического поля и ППЭ ЭМП, создаваемых подвижными станциями, должны проводиться в условиях, позволяющих стабильно обеспечивать максимальный уровень излучения ЭМП от подвижной станции.

При санитарно-эпидемиологической экспертизе мобильных станций сухопутной радиосвязи осуществляется:

1. Оценка уровней напряженности ЭМП, создаваемых подвижными станциями в диапазоне частот 27 - 30 МГц, которая производится при измерении контролируемых уровней на расстоянии 0,38 м от аппарата. При этом контролируемый уровень напряженности электрического поля не должен превышать 1,5 В/м.

2. Оценка уровней напряженности ЭМП, создаваемых подвижными станциями в диапазоне частот ³ 30 - 300 МГц, которая производится при измерении контролируемых уровней на расстояниях от аппарата, указанных в табл. 1.10. При этом контролируемый уровень напряженности электрического поля не должен превышать 1,5 В/м.

3. Оценка уровней ППЭ ЭМП от аппаратов подвижной связи (в диапазоне частот ³ 300 - 2400 МГц) по измерениям на расстояниях, соответствующих зоне сформированного поля, с обратным пересчетом в величины ближней зоны.

Таблица 1.10

Расстояния, на которых следует проводить измерения напряженности ЭМП от подвижных станций, работающих в диапазоне частот ³ 30 - 300 МГц

Частота ЭМП, МГц

Расстояние от аппарата до точки измерения, м

Контролируемый уровень напряженности ЭМП, В/м

30 - 40

0,2

1,5

150

4,9

1,5

180

4,2

1,5

300

2,5

1,5

Примечание - В интервалах между частотами, расстояние от аппарата до точки измерения определяется интерполяцией.

4. Измерение контролируемых уровней ППЭ ЭМП от подвижной станции, работающей в диапазоне частот ³ 300 - 2400 МГц:

для диапазона частот ³ 300 - 800 МГц - на расстояниях от передней панели аппарата, представленных на рис. 1.7 (в том числе, на частоте 450 МГц - на расстоянии 620 мм);

Для диапазона частот ³ 800 МГц - 2400 МГц - на расстоянии 370 мм.

5. При этом контролируемый уровень ППЭ ЭМП в диапазоне частот ³ 300 МГц - 2400 МГц не должен превышать 3 мкВт/см2.

Рис. 1.7. Расстояния, на которых следует проводить измерения ППЭ ЭМП от подвижных станций, работающих в диапазоне частот ³ 300 - 800 МГц

В заключение авторы отмечают, что проблема электромагнитной безопасности пользователей МС находится в стадии исследований. Это связано с тем, что механизмы воздействия на человека электромагнитного поля радиочастотных пакетов, на которых основана сотовая связь GSM, недостаточно изучены.

Однако, при определении параметров электромагнитной безопасности наиболее распространенных МС со встроенной антенной (радиотелефонов), измеряемой является напряженность электрического поля радиочастотного пакета. Через нее определяются СПМ и ПУМ. Чем меньше значение напряженности поля, создаваемого радиотелефоном, тем эти величины меньше и меньше фактор риска.

В настоящее время пользователям радиотелефонов авторы могут рекомендовать, чтобы:

1) при покупке радиотелефона обращали внимание на значение параметра «выходная мощность». (Чем оно меньше, тем меньше фактор риска от воздействия ЭМП);

2) при наборе вызываемого номера или при автоматическом наборе номера не держали радиотелефон у головы, так как в этом режиме он создает уровень ЭМП в несколько раз превышающий уровень ЭМП в режиме установившейся связи;

3) пользовались радиотелефоном только в необходимых случаях.

1.5. Метрологическое обеспечение измерений параметров электромагнитного поля

Согласно Закону Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений» измерения, проводимые на соответствие требованиям нормативных документов по электромагнитной безопасности, относятся к сфере государственного метрологического контроля и надзора. Это означает, что используемые при этих измерениях средства измерений должны пройти испытания для целей утверждения типа, внесены в Государственный реестр, т.е. должны иметь сертификат об утверждении типа средств измерений и, наконец, должны быть поверены согласно утвержденной методике поверки на соответствующем рабочем эталоне. Рабочий эталон является источником эталонного поля или эталонным измерителем электрического или магнитного поля, который, в свою очередь, должен быть поверен в соответствии с одной из поверочных схем, приведенных в ГОСТ 8.030-91, ГОСТ 8.097-73, ГОСТ 8.560-94, ГОСТ Р 8.564-98, ГОСТ Р 8.574-2000. В перечисленных стандартах указаны следующие государственные эталоны.

Государственный первичный эталон единиц магнитной индукции постоянного поля, постоянного магнитного потока, отношения магнитной индукции переменного поля к силе тока и отношения магнитного потока к магнитной индукции;

Государственный специальный эталон единицы напряженности магнитного поля в диапазоне частот 0,01 - 30 МГц; Государственный первичный эталон единицы напряженности электрического поля в диапазоне частот от 0,0003 до 1000 МГц; Государственный специальный эталон единицы электрической емкости в диапазоне частот от 1 до 100 МГц;

Государственный первичный эталон единицы плотности потока энергии электромагнитного поля в диапазоне частот от 0,3 до 78 ГГц. Поверка измерителей напряженности электрического и магнитного полей (магнитной индукции) проводится методом прямых измерений напряженности эталонного электрического или магнитного поля (магнитной индукции), воспроизводимого в рабочем эталоне, либо непосредственным сличением с эталонными измерителями. В методике поверки конкретного измерителя указываются значения напряженности электрического или магнитного поля (магнитной индукции) и частоты, при которых должны проводиться эти измерения. Результат поверки считается положительным, если во всех поверяемых точках модуль разности между измеренным и установленным значениями - не более погрешности измерителя.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К ГЛ. 1

1. Закон РФ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

2. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений».

3. ГОСТ 8.030-91. ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений магнитной индукции постоянного поля в диапазоне 1·10-12 + 5·10-2 Тл, постоянного магнитного потока, магнитной индукции и магнитного момента в интервале частот 0 - 20000 Гц.

4. ГОСТ 8.097-73. ГСИ. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений напряженности магнитного поля в диапазоне частот от 0,01 до 300 МГц.

5. ГОСТ 8.560-94. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений напряженности электрического поля в диапазоне частот 0,0003 - 1000 МГц.

6. ГОСТ Р 8.564-98. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений электрической емкости в диапазоне частот от 1 до 100 МГц.

7. ГОСТ Р 8.574-2000. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений плотности потока энергии электромагнитного поля в диапазоне частот 0,3 - 178,4 ГГц.

8. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов.

9. СанПиН 2.1.2.1002-2000. Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям.

10. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.

11. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи.

12. МСанПиН 001-96. Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях.

13. МУК 4.3.044-96. Определение уровней электромагнитного поля, границ санитарно-защитной зоны и зон ограничения застройки в местах размещения передающих средств радиовещания и радиосвязи кило-, гекто- и декаметрового диапазонов.

14. МУК 4.3.1676-03. Гигиеническая оценка электромагнитных полей, создаваемых радиостанциями сухопутной подвижной связи, включая абонентские терминалы спутниковой связи.

15. МУК 4.3.1677-03. Определение уровней электромагнитного поля, создаваемого излучающими техническими средствами телевидения, ЧМ радиовещания и базовых станций сухопутной подвижной радиосвязи.

16. МУК 4.3.678-97. Определение уровней напряжений, наведенных электромагнитными полями на проводящие элементы зданий и сооружений в зоне действия мощных источников радиоизлучений.

17. МУК 4.3.679-97. Определение уровней магнитного поля в местах размещения передающих средств радиовещания и радиосвязи кило-, гекто- и декаметрового диапазонов.

18. МУК 4.3.1067-02. Определение плотности потока энергии в местах размещения радиосредств, работающих в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц.

19. Методические указания по определению электромагнитного поля воздушных высоковольтных линий электропередачи и гигиенические требования к их размещению. № 4109-86.

20. СН 2550-82. Предельно допустимые нормы напряженности электромагнитного поля, создаваемого индукционными бытовыми печами, работающими на частоте 20 - 22 кГц.

21. СН 2666-83. Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами.

22. СН 2158-80. Санитарно-гигиенический контроль полимерных стройматериалов, предназначенных для применения в строительстве жилых и общественных зданий.

23. СНиП 2971-84. Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты.

24. Радиационная медицина: Руководство для врачей-исследователей и организаторов здравоохранения. - Т. IV. Гигиенические проблемы неионизирующих излучений / Под общ. ред. Л.А. Ильина - М.: ИздАТ, 1999.

25. Григорьев Ю.Г., Степанов B.C., Григорьев О.А., Меркулов А.В. Электромагнитная безопасность человека. - М.: Российский национальный комитет по защите от неионизирующего излучения, 1999.

26. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: «ЭКО-ТРЕНДЗ», 1998.

27. Измеров Н.Ф., Пальцев Ю.П., Суворов Г.А., Тарасова Л.А., Никонова К.В., Рубцова Н.Б., Походзей Л.В., Левина А.В. Неионизирующие электромагнитные излучения и поля: Руководство «Физические факторы. Эколого-гигиеническая оценка и контроль». -Т. 1. - М.: Медицина, 1999. - С. 8 - 95.

28. Никонова К.В., Савин Б.М. Гигиеническое обоснование подходов к нормированию радиоволн//Методологические вопросы гигиенического нормирования электромагнитных излучений радиочастотного диапазона: Сб. научн. тр. - М.: НИИ ГТиПЗ АМН СССР, 1979. - С. 43 - 59.

29. Никольский В.В.. Теория электромагнитного поля. - М.: Изд-во «Высшая школа», 1964.

30. Савин Б.М. Проблема гигиенического нормирования электромагнитных излучений радиочастотного диапазона на современном этапе//В кн. «Методологические вопросы гигиенического нормирования ЭМИ радиочастотного диапазона». - М. - НИИ ГТиПЗ АМН СССР, 1979.

31. Суворов Г.А., Пальцев Ю.П., Хунданов Л.Л., Рубцова Н.Б., Никонова К.В., Походзей Л.В. Неионизирующие электромагнитные излучения и поля (Экологические и гигиенические аспекты). - М. - 1998.

32. Чечурина Е.Н. Приборы для измерения магнитных величин //Электроизмерительные приборы. - Выпуск 13. - М.: Изд-во «Энергия», 1969.

33. Феер К. Беспроводная цифровая связь. - М.: «Радио и связь», 2000.

34. ADI 478. Low-frequency electrical and magnetic fields: the precautionary principle for national authorities, GrafiskaGruppen, - Stockholm - 1996.

35. CENELEC ENV 50166-1:95. Human exposure to electromagnetic fields. Low frequency (0 to 10 kHz).

36. CENELEC ENV 50166-2:95. Human exposure to electromagnetic fields. High frequency (10 kHz to 300 GHz).

37. CLC/TC lll(SEC) 10. European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC) // Norms in frequency range 3 Hz-30 kHz. - 1993.

38. CENELEC EN 50361. Basic Standard for the measurement of Specific Absorption Rate relatid to human exposure to electromagnetic fields from mobile phones (300 MHz - 3 GHz).

39. ETSITS 100 573. Digital cellular telecommunications system. Physical layer on the radio path. General description (GSM 05.01).

40. ETS 3005777. European digital cellular telecommunications system. Radio transmission and reception (GSM 05.05).

41. ICNIRP. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Phys. 74: 494 - 522 - 1998.

42. WHO Fact Sheet № 263 (October 2001) «Electromagnetic fields and public health. Extremely low frequency fields and cancer».

43. Kheifets L. EMF and cancer: epidemiological evidence to date. In Pros. «WHO meeting on EMF biological effects and standards harmonization in Asia and Oceania». 22 - 24 October, 2001. Seoul, Korea. P. 13 - 16.

44. Vecchia P. Italian and Swiss regulations on exposure to electromagnetic fields. // Proc. Of Eastern Europenian Regional EMF Meeting and Workshop «Measurements and Criteria for Standard Harmonization in the Field of EMF Exposure» and WHO EMF Standards Harmonization Meeting. Ed. By M.Israel and M.Repacholi - Varna - Bulgaria - 2001 - P. 117 - 118.

Глава 2. ИЗЛУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА

С.И. Аневский, Ю.М. Золотаревский, B.C. Иванов, А.Ф. Котюк, О.А. Минаева, Н.П. Муравская, М.Н. Павлович, В.И. Саприцкий

2.1. Характеристики оптического излучения

Наиболее широко для характеристики интенсивности оптического излучения при определении степени его воздействия на организм человека применяется энергетическая и эффективная освещенность. Энергетическая освещенность (ЭО) или облученность в точке поверхности определяется как отношение потока излучения, падающего на элемент поверхности, содержащий рассматриваемую точку, к площади этого элемента. Энергетическая освещенность обозначается символом Е и измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м2)

E = dФ/dA,                                                          (2.1)

где dФ - поток излучения или мощность излучения; dA - площадь элемента поверхности.

Для измерения энергетической освещенности в различных диапазонах длин волн используются радиометры оптического излучения. Энергетическая освещенность определяется выражением

,                                                      (2.2)

где λ - длина волны,

λ2, λ1 - длины волн границ участка спектра, в котором проводятся измерения;

Е (λ) - спектральная плотность энергетической освещенности (СПЭО);

К1 - коэффициент пропорциональности, определяемый выбором размерности величин.

Радиометры применяются для измерений энергетической освещенности в следующих диапазонах ультрафиолетового излучения:

УФ-А

(0,315 - 0,400) мкм,

УФ-А1

(0,315 - 0,340) мкм,

УФ-А2

(0,340 - 0,400) мкм,

УФ-В

(0,280 - 0,315) мкм,

УФ-С

(0,200 - 0,280) мкм.

Для области инфракрасного излучения (0,78 - 1000) мкм также принято деление на диапазоны:

ИК-А

(0,78 - 1,4) мкм,

ИК-В

(1,4 - 3,0) мкм,

ИК-С

(3 - 1000) мкм.

Стандартная относительная спектральная чувствительность S(λ) радиометра должна иметь постоянные значения в рабочем диапазоне длин волн (λ2, λ1) и значения, равные нулю, вне диапазона длин волн (λ2, λ1), так что показания радиометра I пропорциональны измеряемому значению энергетической освещенности

,                                                       (2.3)

где К2 - коэффициент пропорциональности.

Степень приближения реальной относительной спектральной чувствительности радиометра к стандартной оценивается по критериям, разработанным в рекомендациях Международной комиссии по освещенности МКО № 53 [17], и определяет погрешность радиометра оптического излучения.

Спектрорадиометры оптического излучения предназначены для измерения спектральной плотности энергетической освещенности (СПЭО) в ваттах на кубический метр Вт/м3. Значения ЭО излучения определяют интегрированием СПЭО по длинам волн в соответствии с выражением (2.2). Спектрорадиометры позволяют также определить эффективную освещенность Eeff интегрированием СПЭО по длинам волн с учетом безразмерного спектрального коэффициента относительной эффективности Keff (λ) оптического излучения

.                                                      (2.4)

Примеры табулированных значений Keff (λ) представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Значения коэффициентов относительной эффективности

Длина волны, нм

Коэффициент, учитывающий опасное воздействие УФ-излучения по критерию TLV

Коэффициент, учитывающий эритемное воздействие УФ-излучения

200

0,030

1,000

205

0,051

1,000

210

0,075

1,000

215

0,095

1,000

220

0,120

1,000

225

0,150

1,000

230

0,190

1,000

235

0,240

1,000

240

0,300

1,000

245

0,360

1,000

250

0,430

1,000

255

0,520

1,000

260

0,650

1,000

265

0,810

1,000

270

1,000

1,000

275

0,960

1,000

280

0,880

1,000

285

0,770

1,000

290

0,640

1,000

295

0,540

1,000

300

0,300

0,830

305

0,060

0,330

310

0,015

0,110

315

0,003

0,018

320

0,001

0,010

325

0,000

0,007

330

0,000

0,005

335

0,000

0,004

340

0,000

0,003

345

0,000

0,0025

350

0,000

0,002

355

0,000

0,0017

360

0,000

0,0014

Наиболее распространенными на практике являются измерения эффективной освещенности и эффективной яркости оптического излучения с учетом относительной спектральной световой эффективности излучения по зрительному ощущению с использованием люксметров и яркомеров. Световая эффективная освещенность или освещенность в точке поверхности определяется как отношение светового потока, падающего на элемент поверхности, содержащий рассматриваемую точку, к площади этого элемента. Освещенность обозначается символом Ev и измеряется в люксах (лк)

Ev = dФv/dA,                                                        (2.5)

где Фv - световой поток.

Стандартная относительная спектральная чувствительность S(λ) люксметра должна соответствовать значениям относительной спектральной световой эффективности оптического излучения V(λ), так что показания люксметра Iv пропорциональны измеряемому значению освещенности

,                                               (2.6)

где К3 - коэффициент пропорциональности.

Значения относительной спектральной световой эффективности V(λ) приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Значения относительной спектральной световой эффективности

Длина волны, нм

т

Длина волны, нм

V(λ)

400

4,10·10-4

580

8,70·10-1

410

1,21·10-3

590

7,57·10-1

420

4,00·10-3

600

6,31·10-1

430

1,16·10-2

610

5,03·10-1

440

2,30·10-2

620

3,81·10-1

450

3,80·10-2

630

2,65·10-1

460

6,00·10-2

640

1,75·10-1

470

9,10·10-2

650

1,07·10-1

480

1,39·10-1

660

6,10·10-2

490

2,08·10-1

670

3,20·10-2

500

3,23·10-1

680

1,70·10-2

510

5,03·10-1

690

8,20·10-3

520

7,10·10-1

700

4, 10·10-3

530

8,62·10-1

710

2,10·10-3

540

9,54·10-1

720

1,05·10-3

550

9,95·10-1

730

5,20·10-4

555

1,00

740

2,50·10-4

560

9,95·10-1

750

1,20·10-4

570

9,52·10-1

 

 

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) определяется как отношение освещенности, создаваемой естественным светом внутри помещения, к наружной горизонтальной освещенности и измеряется с использованием двух люксметров.

Энергетическая яркость оптического излучения определяется как отношение потока излучения, испускаемого с элемента поверхности, к произведению телесного угла dΩ, в котором он распространяется, площади элемента поверхности dA и косинуса угла Θ отклонения направления излучения от нормали к поверхности

L = d2Φ/(dΩ dA cosΘ).                                                      (2.7)

Эффективная яркость или яркость в точке поверхности определяется как отношение светового потока излучения, исходящего с элемента поверхности, к произведению телесного угла, dΩ, в котором он распространяется, площади элемента поверхности dA и косинуса угла Θ в отклонения от нормали к поверхности

Lv = d2Ф/(dΩ dA cosΘ).                                                       (2.8)

Яркость обозначается символом Lv и измеряется в канделах на квадратный метр, кд/м2.

Относительная спектральная чувствительность S(λ) яркомера соответствует значениям относительной спектральной световой эффективности V(λ), так что показания яркомера IL пропорциональны измеряемому значению яркости

,                                                      (2.9)

где К4 - коэффициент пропорциональности.

Коэффициент пульсации Кп периодически изменяющейся во времени освещенности E(t), выраженный в процентах, определяется соотношением

,                                                 (2.10)

где Т - период пульсации освещенности оптического излучения,

Emax, Еmin - соответственно максимальное и минимальное значения Е(t) за период Т.

Фотометры-пульсметры автоматически определяют максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период Т и рассчитывают значение коэффициента пульсации. Спектральная чувствительность фотометров-пульсметров соответствует относительной спектральной световой эффективности V(λ).

Показатели ослепленности и дискомфорта рассчитывают на основании измеренных распределений яркости источников света и отражающих поверхностей в пределах поля зрения наблюдателя.

Показатель ослепленности Р рассчитывается по формуле

,                                                (2.11)

где m - коэффициент, зависящий от типа источника, оказывающего слепящее действие,

n - число источников в поле зрения;

La - яркость адаптации наблюдателя - величина, зависящая от распределения яркости светящихся объектов (источников и отражающих поверхностей) в поле зрения наблюдателя;

γ - угол действия слепящего источника между линией зрения и направлением на слепящий источник;

Еi - освещенность в плоскости наблюдения на зрачке наблюдателя, создаваемая i-м источником,

,                                                            (2.12)

где L(Ω) - распределение яркости по излучающей поверхности слепящего источника,

ΔΩ - телесный угол, в пределах которого наблюдателю видна излучающая поверхность слепящего источника,

dΩ - элемент телесного угла.

Для произвольного распределения яркости в поле зрения наблюдателя величина La может быть рассчитана. Для полей яркости без резкой неоднородности распределения величина La равна средней яркости по полю зрения. Для слепящих источников небольших угловых размеров величина Еi рассчитывается по формуле

Еi = K5 (Iv·cosγ) / r2,                                                  (2.13)

где r - расстояние до источника,

К5 - размерный коэффициент,

Iv - сила света в направлении наблюдателя,

Iv = dФv/dΩ.                                                        (2.14)

Показатель дискомфорта М рассчитывается по формуле

,                                             (2.15)

где р - индекс Гата позиции источника.

Энергетическая экспозиция (ЭЭ) или энергия оптического излучения, называемая также лучистой энергией или интегральной дозой, определяется интегрированием ЭО по времени t в течение периода воздействия излучения Т и измеряется дозиметрами оптического излучения в джоулях на квадратный метр (Дж/м2)

.                                                   (2.16)

Световая экспозиция определяется поверхностной плотностью световой энергии или произведением светового потока на длительность освещения и измеряется дозиметрами в люкс-секундах (лк·с)

.                                              (2.17)

Относительно редко для характеристики интенсивности оптического излучения при определении степени его воздействия на человека применяются сила света, энергетическая сила излучения, светимость.

Значения энергетической освещенности, создаваемой солнечным излучением в верхних слоях атмосферы Земли, приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Энергетическая освещенность, создаваемая солнечным излучением в верхних слоях атмосферы

Спектральный диапазон, мкм

Значения спектральной энергетической освещенности, Вт/м2

В процентах от общей энергетической освещенности

УФ-С (0,2 - 0,28)

6,4

0,5

УФ-В (0,28 - 0,315)

21,1

1,5

УФ-А (0,315 - 0,4)

85,7

6,3

УФ (0,2 - 0,4)

113,2

8,3

Видимый и ИК

1254

91,7

(0,4 - 0,9)

 

 

Солнечное УФ излучение поглощается и рассеивается при прохождении сквозь земную атмосферу, причем наиболее важным процессом является поглощение молекулярным кислородом и озоном. Озоновый слой препятствует проникновению опасного УФ излучения с длиной волны короче 290 нм. Атмосферный озон важен для фильтрации солнечной УФ радиации. Изменение толщины озонового слоя оказывает влияние только на область УФ-В. По мере снижения содержания стратосферного озона возникающие в результате этого повышенные уровни солнечной УФ-В радиации могут приводить к увеличению образования активных радикалов, повышающих химическую активность тропосферы. В загрязненных областях с высокими концентрациями оксидов азота и углеводородных соединений возникают уровни тропосферного озона и других опасных продуктов окисления, таких как пероксид водорода и кислоты, превышающие предельно допустимые концентрации.

Ультрафиолетовое излучение присутствует в спектре целого ряда искусственных излучателей на основе ксеноновых и ртутных газоразрядных ламп, широко применяемых в облучательных установках.

2.2. Механизм воздействия оптического излучения на человека

Степень опасности и вредного воздействия оптического излучения на организм человека зависит от спектрального состава, интенсивности и временных характеристик. Если инфракрасное излучение оказывает тепловое воздействие на организм, приводящее к локальному перегреву тканей, то ультрафиолетовое излучение оказывает дополнительное интенсивное фотохимическое воздействие. Энергия ультрафиолетового кванта оказывается достаточной для разрушения химических связей молекул и изменения хода биохимических процессов. Опасность воздействия видимого излучения определяется, прежде всего, высокой яркостью некоторых излучателей, что приводит к поражению глазной сетчатки, а также высокой степенью пульсации, которая вызывает повышенную утомляемость и раздражительность при использовании искусственного освещения или при работе с компьютерными мониторами.

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) (200 - 400) нм оказывает как полезное, так и опасное воздействие на организм человека [17, 27]. Опасное УФ излучение присутствует также в спектре солнечного излучения.

УФ облучение не только оказывает прямое воздействие на кожу, но и вызывает ряд системных изменений. Оно повышает тонус симпатико-адреналовой системы, активность ферментов и уровень неспецифического иммунитета, а также увеличивает секрецию ряда гормонов. Под действием небольших доз УФИ, которые не вызывают эритемы, снижается кровяное давление. После облучения давление постепенно падает, и пониженное давление может держаться в течение нескольких дней. Сезонные колебания заболеваемости часто связывают с колебаниями уровня УФИ. Толерантность к эффекту таких химических веществ, как нитриты, бензопирен и т.д., имеющих общетоксическое, канцерогенное и аллергическое действие, зависит от степени воздействия УФ-излучения.

Длительное отсутствие УФИ может иметь неблагоприятные последствия для человеческого организма и может привести к развитию патологического состояния, известного как световое голодание. Наиболее частым проявлением этого заболевания является нарушение обмена веществ и развитие недостаточности витамина D, что сопровождается резким снижением сопротивляемости организма. В последние годы широкое распространение получили искусственные источники солнечного излучения - солярии, используемые для компенсации недостатка УФ излучения, а также для получения быстрого и безопасного загара. Методика выполнения измерений характеристик УФ излучения соляриев приведена далее.

Потемнение кожи в результате солнечного воздействия является одним из важнейших защитных механизмов от дальнейшего повреждения ультрафиолетовыми лучами. УФИ в диапазоне от 290 до 315 нм дает солнечный ожог и вызывает последующее новое пигментообразование. Излучение в диапазоне от 320 до 400 нм вызывает небольшую эритему (за исключением случаев очень высоких доз облучения), но может приводить также к немедленному потемнению кожи. Самой мягкой формой солнечной эритемы является покраснение кожи, которое появляется вскоре после воздействия УФИ и постепенно исчезает через несколько дней. Более тяжелые формы эритемы выражаются в воспалении кожи, появлении волдырей с последующим шелушением кожи. Это сопровождается потемнением кожи, которое становится заметным после двух дней облучения. Меланин действует в качестве нейтрального фильтра интенсивности и уменьшает количество радиации, которая может достигнуть нижнего слоя кожи или проникнуть в дерму и поразить кровеносные сосуды. С увеличением пигментации увеличивается и доза УФИ, приводящая к развитию эритемы.

Особенно выражено канцерогенное действие УФИ у людей, имеющих проблемы в восстановлении ДНК. Пигментная ксеродермия - это наследственная кожная болезнь человека. Цитологические исследования обеспечили решающие доводы в пользу взаимосвязи между восстановлением фотоповреждений и канцерогенезом. Для лиц, страдающих пигментной ксеродермией, характерна анормальная пигментация и высокая частота случаев рака кожи, вызванного воздействием солнечной радиации в ультрафиолетовом спектре.

Имеются данные, показывающие, что физические и химические факторы могут ослабить или усилить канцерогенный эффект УФИ.

УФ-В излучение может повлиять на сопротивляемость организма к образованию опухолей, увеличивая ее при облучении субэритемными дозами и уменьшая при облучении большими дозами. Эти данные могут иметь большое значение для охраны здоровья человека, поскольку резистентность организма к воздействию различных неблагоприятных факторов окружающей среды действует на фоне естественного УФИ.

Базальноклеточный рак и чешуйчатоклеточный рак, обусловленные в первую очередь длительным воздействием УФ-В, чаще развиваются в более позднем возрасте, чем злокачественная меланома, и самым тесным образом связаны с серьезными повреждениями кожи, вызванными солнечной радиацией. Таким образом, рак кожи меланомного и немеланомного типа по-разному связан с воздействием УФИ.

Повреждение кожи, вызываемое светом, называется фототоксическим. Такие повреждения могут возникнуть у любого человека, если на его кожу воздействует значительное количество УФИ. С клинической точки зрения, фототоксические реакции обычно характеризуются эритемой, а иногда отеком, появляющимися через несколько минут или через несколько часов после воздействия УФИ и сопровождающимися гиперпигментацей и шелушением. Солнечный ожог - пример реакции на фототоксическое воздействие. Эритема, связанная с фотодинамическими соединениями, возникает непосредственно после воздействия или в процессе воздействия излучения и может сопровождаться появлением «мучнистых образований». Несмотря на проведенные многочисленные исследования, механизм появления фототоксической реакции все еще не ясен.

Фотосенсибилизаторы могут попадать на поверхность кожи, и реакции по своей природе могут быть фототоксическими или фотоаллергическими. Спектры действия большинства фототоксичных веществ, вызывающих кожные нарушения у человека, находятся в области длинноволнового УФИ (315 - 400) нм. Контактные фотосенсибилизаторы могут входить в состав косметических средств, например, духов, одеколонов, лосьонов, эфирных масел, губной помады, производных флуоресцеина, кремов и средств для волос. Кроме того, контактные фотосенсибилизаторы входят в состав растений, вызывающих фитофотодерматиты. Это связано в основном с терапевтическими средствами, в том числе сульфаниламидами, солнцезащитными средствами. Системные фотосенсибилизаторы включают: диуретики группы тиазида; антибактериальные сульфаниламиды; противодиабетические лекарственные средства и антибиотики (особенно диметилхлортетрациклин). Фоточувствительность в ряде случаев могут вызывать и другие лекарственные препараты. Фотоаллергию можно определить как приобретенную измененную способность кожи реагировать на световую энергию самостоятельно или в присутствии фотосенсибилизатора. Однажды развившись, фотоаллергия может проявляться как реакция даже на видимый свет. Небольшие количества фотоантигена сохраняются в кожном покрове и вызывают реакцию циркулирующих антител или иммунный ответ на клеточном уровне. Фотоаллергия характеризуется клинически такими проявлениями, как мгновенная крапивница или замедленная экзематозная реакция, похожая на контактный дерматит. Отличительным признаком токсической и аллергической реакции, вызванной воздействием солнечной радиации, является высыпание. В отличие от карциномы кожи карцинома глаза чаще встречается из-за большего воздействия УФИ и отсутствия пигмента в слизистой оболочке глаза. Наибольший риск для здоровья связан с длительным избыточным воздействием ультрафиолетовой радиации и условиями воздействия УФИ.

Взаимодействие УФ излучения (с различной длиной волн, в особенности диапазона УФ-А) с природными и искусственными химическими веществами может привести к ряду неблагоприятных эффектов, обычно не возникающих при воздействии только УФ излучения или только химических агентов. К самым распространенным видам воздействия относятся фототоксичность, фотоаллергия и усиленный химическими веществами фотоканцерогенез. Среди фототоксичных веществ наиболее распространенными являются псоралены, которые встречаются в кожуре большинства цитрусовых и во многих зеленых лиственных растениях. Контакт с такими веществами чаще всего происходит при сборе цитрусовых фруктов и при пользовании духами, содержащими бергамот. Фототоксичные реакции выглядят как солнечный ожог.

Растет загрязнение окружающей среды искусственными фотоактивными химическими веществами. Отмечались серьезные вспышки фотоаллергических реакций, вызванных некоторыми добавками в мыло, антибиотики, лекарственные средства.

Для косметических целей обычно приемлемы дозы облучения, способные вызывать легкую эритему через 24 ч.

Некоторые бытовые приборы излучают значительные дозы УФИ или способны излучать в случае нарушения защитного покрытия прибора и могут вызвать повреждение кожного покрова или зрения. К таким приборам относятся кварцевые и стерилизационные лампы, генераторы озона, мощные ртутные или ксеноновые лампы, используемые для освещения.

Солнцезащитные средства обычно подразделяются на химические и физические. К химическим агентам относятся парааминобензойная кислота и ее эфиры, циннаматы и бензофеноны, поглощающие радиацию. Физические агенты действуют как простые физические преграды, отражающие, блокирующие или рассеивающие свет. Принцип покрытия кожи слоем надежного УФ поглотителя нашел широкое применение. Если используется слой адекватной толщины и он хорошо впитывается в кожу, гарантирована надежная защита при любых условиях. Одежда обычно не поглощает лучей полностью. Воздействие УФ радиации на кожу и глаза должно быть сведено до минимума, за исключением тех случаев, когда процедуры предписаны на основании медицинских показаний.

Воздействие ИК излучения подробно описано в обзоре по эколого-гигиенической оценке и контролю инфракрасного и ультрафиолетового излучения под редакцией академика РАМН Н.Ф. Измерова [29]. Ниже приводятся некоторые наиболее важные сведения из этой работы.

Инфракрасное излучение оказывает на организм в основном тепловое действие. Поглощение энергии ИК излучения происходит главным образом в эпидермисе. Наблюдается более слабая реакция терморецепторов кожи на радиационный нагрев или охлаждение, по сравнению с конвекционным, что связано с процессом переноса теплового излучения в более глубокие слои кожи, в которых плотность терморецепторов ниже. Коэффициент поглощения ИК излучения, а следовательно, и эффект его действия и глубина проникновения в кожу зависят от длины волны. При облучении кожи в организме возникает ряд сложных биохимических процессов.

Специфичность действия ИК облучения на человека обусловливается проницаемостью поверхностных тканей для ИК излучения и преобразованием его в тепловую энергию в глубоко лежащих тканях. Это сопровождается активизацией биохимических процессов и повышением тонуса тканей. Биохимический эффект от воздействия ИК излучения проявляется при поглощении излучения белками кожи и активизации ферментативных процессов. Наблюдаются уменьшение лейкоцитов и тромбоцитов, более высокий титр и более раннее появление агглютининов в крови. Под воздействием ИК излучения понижается тонус вегетативной нервной системы и повышается содержание кальция в крови. Увеличение после ИК облучения концентрации кальция в плазме характерно при энергетической освещенности свыше 350 Вт/м2. ИК излучение также способствует нарушению проницаемости клеточных мембран, что было зарегистрировано по изменению соотношения электролитов в плазме крови. После облучения уменьшается концентрация клеточного калия и натрия.

Выраженность физико-химических процессов (изменение активности свободнорадикальных и антиокислительных систем организма) и тепловых реакций организма зависит от интенсивности и спектрального состава излучения, определяющего глубину проникновения и поглощения структурными элементами тканей. При интенсивности облучения обнаженной поверхности кожи до 175 Вт/м2 создаются предпосылки для денатурации белковых молекул, зависящие как от длины волны, так и от интенсивности. Отмечено наличие денатурационных процессов в молекулах белка в сочетании с нарушением проницаемости клеточных мембран, что, вероятно, может быть причиной изменения мембранного потенциала клеток крови, появления аутоантигенных свойств, что, в свою очередь, может способствовать развитию аутоиммунных процессов. Согласно полученным результатам при интенсивности облучения обнаженной поверхности тела площадью 0,2 м2, равной 70 - 100 Вт/м2, преобладает оптимизирующий эффект, сопровождающийся возбуждением свободнорадикальных процессов и высоким уровнем антиоксидантной защиты, а также повышением антимикробной резистентности. При интенсивности облучения 175 Вт/м2 и выше имеет место снижение активности антиоксидантных систем, ферментов, что сопровождается снижением антимикробной резистентности организма. Сердечно-сосудистая система реагирует на инфракрасное облучение учащением сердцебиения, повышением систолического и понижением диастолического артериального давления.

Сложности в оценке интенсивности и нормирования ИК облучения человека, непосредственно связанные с определением фактически поглощенной дозы. Это во многом определяется защитными свойствами одежды, площадью облучаемой поверхности тела и облучаемым участком, геометрическими характеристиками потока падающего излучения и др.

Главную опасность при чрезмерном воздействии ИК излучения представляет термальное поражение сетчатки глаз, а также травма хрусталика глаза, которая может привести к развитию катаракты. В основе действия ИК излучения на органы зрения лежит главным образом тепловой эффект. Применительно к отдельным частям глаза было установлено, что они поглощают различную долю доходящего до них потока излучения, а именно: роговица - 80 %, камерная влага - 70 %; хрусталик - 30 %, стекловидное тело - 60 %. До сетчатки доходит только излучение спектрального состава от 0,34 до 1,32 мкм. Наиболее частым и тяжелым поражением глаза, вследствие воздействия ИК излучения, является катаракта. Характерной чертой является ее локализация: она всегда начинается в центре задней поверхности хрусталика, затем распространяется на периферию. ИК излучение с длиной волны 0,78 - 1,4 мкм поглощается в области хрусталика. Критерием для определения степени помутнения хрусталика, вызванного воздействием ИК излучения, является среднее значение энергетической освещенности ИК излучения. Но помутнение хрусталика может быть обусловлено и непосредственно термическим эффектом за короткое время при интенсивном ИК облучении. При энергетической освещенности ИК излучения 2800 Вт/м2 температура конъюнктивы по истечении 5 мин облучения достигает 44,5 °С, передней камеры - 40,5 °С, стекловидного тела - 39,0 °С. Температура, превышающая 45 °С, способна вызвать коагуляцию белков. При облучении длинноволновым ИК излучением повышение температуры конъюнктивы выражено сильнее, чем при коротковолновом ИК излучении. Передняя камера глаза, напротив, нагревается в большей степени при облучении коротковолновым ИК излучением. Коротковолновое ИК излучение глубоко проникает в глазные среды, а длинноволновое - поглощается поверхностными тканями. Таким образом, имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют о неблагоприятном биологическом действии ИК излучения на организм человека, что определяет необходимость его регламентации. Особое внимание при этом должно быть уделено защите глаз.

Диапазон адаптации глаза настолько велик, что он может функционировать как при очень высоких, так и при очень низких уровнях освещенности, однако в последнем случае поток информации из внешнего мира не полон, качество, скорость и продолжительность выполнения зрительной работы ограничены. Уровень зрительных функций изменяется в процессе выполнения зрительной работы различной степени сложности и точности. Эти изменения тем значительнее, чем при более неблагоприятных условиях освещения производится эта зрительная работа.

Плохая световая обстановка в сочетании с высокой зрительной нагрузкой способствует не только повышению утомления зрительного анализатора, ведущего к снижению работоспособности и производительности труда, но и к развитию аномалии зрения - миопии. В литературе практически отсутствуют работы, посвященные вопросам нормирования освещения для людей старше 40 - 45 лет, имеющих дальнозоркость. Вместе с тем, нагрузка на зрительный анализатор людей всех возрастных групп с каждым годом растет. К типичным проявлениям физиологического старения глаза относится уменьшение диапазона аккомодации (пресбиопия и медленное ослабление оптической силы глаза в связи с изменениями в хрусталике и уменьшением его эластичности).

При одинаковых условиях работы пресбиопия возникает раньше у лиц, деятельность которых связана с рассматриванием мелких объектов, особенно при малом контрасте их с фоном.

При высоких уровнях освещенности зрительная работа выполняется в полном объеме, так как в процесс зрения вовлекаются основные наиболее эффективные функции зрительного анализатора. Зрачковый и аккомодационный рефлексы имеют единую рефлексогенную зону, которой является сетчатка. При высоких уровнях яркости, при которых зрачок уменьшается, увеличение оптической силы глаза обеспечивается за счет зрачка. При этом зрительный анализатор может четко воспринимать предметы любого размера как далеко, так и близко расположенные без напряжения аккомодации. С уменьшением яркости зрачок для поддержания освещенности сетчатки на оптимальном уровне расширяется до определенных пределов, и в усилении оптической силы глаза принимает участие и зрачок, и хрусталик. При дальнейшем уменьшении яркости поля адаптации и увеличении размеров зрачка усиление оптической силы глаза осуществляется преимущественно хрусталиком.

В широком диапазоне яркостей благодаря наиболее быстрым процессам пупилломоторной адаптации, т.е. в результате изменения диаметра зрачка от 8 мм до 2 мм и менее, уровень освещенности сетчатки при покое аккомодации остается постоянным и равным 6,0 - 6,5 лк. Уровни яркости этого диапазона (от 50 до 500 кд/м2 и более) оцениваются как оптимальные.

Выполнение зрительной работы при оптимальном уровне яркости может осуществляться в течение длительного времени. При этом основная функция - острота зрения - остается постоянной и наивысшей.

Однако не все виды зрительных работ могут быть выполнены при любом уровне яркости рабочей зоны. Чем сложнее работа, т.е. чем меньше размер объекта различения, тем выше должна быть оптимальная яркость рассматриваемого объекта.

Для выполнения той или иной зрительной работы существует определенный (максимально допустимый) размер зрачка и, соответственно, определяемая оптическими свойствами глаза и сложностью зрительной работы зона оптимальной яркости.

Выполнение зрительной работы при яркости ниже оптимального значения приводит к тому, что на сетчатку попадает недостаточное количество света и для восприятия объекта различения мобилизуются биохимические и ретиномоторные процессы адаптации при одновременном напряжении аккомодации. Это приводит к зрительному и общему утомлению тем быстрее, чем ниже уровень яркости объекта и меньше его размер.

Максимальная разрешающая способность глаза - острота зрения - наблюдается при размере зрачка 3 мм и менее. Такой размер зрачка при покое аккомодации имеет место при яркости адаптации 500 - 1000 кд/м2 и более. В этом диапазоне яркости зрительный анализатор может выполнять любую (в пределах разрешающей способности глаза) по точности зрительную работу, и на сетчатку благодаря процессу пупилломоторной адаптации будет падать постоянное оптимальное количество света. Таким образом, уровень 500 кд/м2 является тем оптимальным уровнем яркости, при котором может выполняться зрительная работа как высокой точности, так и не очень.

Критерием оценки слепящего действия прямой блескости является показатель ослепленности или показатель дискомфорта. Исключение прямой блескости обеспечивается использованием источников света в специальной осветительной арматуре (не допускается использование открытых ламп), применением светильников с экранирующими отражателями и рассеивателями, соблюдением высоты подвеса светильников. Большое значение для ограничения ослепленности, создаваемой светильниками, имеет защитный угол, образуемый отражателями и экранами (в светильниках с люминесцентными лампами - планками экранирующей решетки).

К вредным факторам искусственного освещения газоразрядными источниками света относится пульсация освещенности - изменение освещенности во времени, обусловленное малой инерционностью излучения газоразрядных ламп, световой поток которых пульсирует с удвоенной частотой переменного тока 100 Гц. Пульсации освещенности не различаются при фиксировании глазом неподвижных объектов, но проявляются при рассматривании движущихся предметов, которые приобретают при этом многократные контуры. При этом также возникает иллюзия искажения характера движения предметов. Явление искажения восприятия движущихся объектов при освещении пульсирующим светом называется стробоскопическим эффектом; он может явиться причиной травм. Критерием оценки относительной глубины колебаний освещенности является коэффициент пульсации освещенности.

2.3. Нормирование характеристик оптического излучения

Нормы, регламентирующие характеристики оптического излучения, основаны на использовании новейших результатов, полученных в области физики, медицины и технических наук. В разработке норм принимают участие организации, ответственные за обеспечение достоверности измерений, качества и характеристик продукции, технические комитеты, ответственные за разработку стандартов в области оптического излучения и безопасности использования источников излучения (международные, региональные и национальные организации, такие как Международная электротехническая комиссия (МЭК, IEC), Международная организация по стандартизации (ИСО, ISO), Международная комиссия по освещенности (МКО, СIE) и др.).

Рассмотрение социальных, политических и экономических аспектов реализации программ защиты от оптического излучения находится в компетенции национальных правительств.

На базе основных принципов защиты от оптического излучения разрабатываются руководящие документы для международных, региональных, национальных организаций, а также отдельных экспертов, которые ответственны за разработку законов, инструкций, рекомендаций, кодексов по защите населения.

При разработке стандартов на оптическое излучение требуется всесторонняя глубокая оценка данных, опубликованных в научной литературе, с точки зрения санитарно-гигиенических критериев оценки воздействия оптического излучения на организм человека. При оценке опасности для здоровья следует принимать во внимание только те экспериментальные результаты, которые удовлетворяют следующим условиям:

имеется полное медико-биологическое описание методики эксперимента;

все данные подвергнуты анализу и являются объективными;

результаты показывают высокий уровень статистической значимости;

результаты имеют подтверждение из независимых источников, могут быть воспроизведены в независимых лабораториях.

Анализ современного уровня знаний о неблагоприятных последствиях воздействия оптического излучения и проблемах, обусловленных сложностью определения индивидуальной дозы оптического излучения, позволяет разработать программу защиты от оптического излучения, основанную на следующих принципах:

обеспечение адекватной защиты населения;

согласование ограничительных норм на оптическое излучение со стандартами на источники оптического излучения.

Нормы профессионального облучения персонала могут отличаться от норм для населения.

В бытовых условиях допустимая освещенность УФ-В излучения не должна превышать 1,9 Вт/м2, а УФ-А - 10 Вт/м2 [10]. Освещенность от экранов телевизоров, мониторов, измерительных приборов в бытовых условиях и т.п. в зоне УФ-В не должна превышать 0,1 мВт/м2, в зоне УФ-А - 0,1 Вт/м2. Излучение в зоне УФ-С не допускается.

Критерием нормирования допустимой интенсивности ИК облучения поверхности тела человека послужили данные относительного допустимого биологического действия - иммуннорезистентности.

Допустимый уровень ИК излучения в бытовых условиях в диапазоне 0,76 - 1000 мкм определяется нормами [10]. Максимальный уровень освещенности ИК излучения не должен превышать 100 Вт/м2. В бытовых условиях освещенность в ближнем ИК диапазоне (0,76 - 1,05 мкм) от телевизоров, мониторов и других средств визуального отображения информации не должна превышать 50 мВт/м2, а в дальнем ИК диапазоне (свыше 1,05 мкм) - не должна превышать 4 Вт/м2.

Уровни освещенности и яркости оптического излучения и качественные характеристики освещения регламентируются СНиП 23-05-95. «Естественное и искусственное освещение» [13]. Нормы искусственного освещения по СНиП 23-05-95 устанавливают наименьшую освещенность в зависимости от минимального либо эквивалентного размера объекта различения (для протяженных объектов, имеющих отношение длины к ширине более 2), контраста объекта с фоном и характеристики фона. Необходимый уровень освещенности тем выше, чем темнее фон, меньше размер детали и контраст объекта с фоном.

Достаточность уровней естественной освещенности помещений регламентируется минимальным значением коэффициента естественной освещенности при системе бокового освещения и средним значением коэффициента естественной освещенности при системах верхнего и комбинированного освещения. В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов; при двухстороннем боковом освещении - в точке посередине помещения. Неравномерность естественного освещения помещений с верхним или комбинированным естественным освещением не должна превышать 3:1.

Качественные показатели освещения - показатель ослепленности и коэффициент пульсации освещенности регламентируются СНиП 23-05-95. Регламентируемый показатель ослепленности составляет: 20 - 40. Максимально допустимый коэффициент пульсации освещенности равен 10 % - 20 %.

2.4. Приборы и методы измерений характеристик оптического излучения

Определение характеристик оптического излучения проводится в соответствии с формулами (2.1 - 2.17), описывающими измеряемые величины и требования к спектральной чувствительности радиометров, спектрорадиометров, люксметров, яркомеров и других средств измерений (СИ). Степень приближения реальной относительной спектральной чувствительности СИ к идеальной определяется по критериям, разработанным в рекомендациях МКО [17], и определяет соответствующую составляющую погрешности СИ характеристик оптического излучения.

В простейшем случае при измерении ЭО измерительный преобразователь радиометра устанавливается в рабочую точку поверхности, косинусная насадка ориентируется параллельно облучаемой поверхности и отсчитываются прямые показания радиометра в ваттах на квадратный метр (Вт/м2). Трудности и возможные неопределенности результатов измерений связаны с учетом необходимой спектральной и угловой коррекции чувствительности радиометра. Необходимо также, чтобы значения измеряемой энергетической освещенности не выходили за пределы диапазона линейности радиометра. Поэтому паспортные характеристики радиометра должны обязательно указывать не только верхнюю, но и нижнюю границу рабочего диапазона.

Погрешность спектральной коррекции радиометра, вызванную отклонением относительной спектральной чувствительности Sλ поверяемого радиометра (спектрорадиометра), дозиметра оптического излучения от стандартной Sст(λ) определяют по формуле

,                           (2.18)

где Е(λ) - относительная спектральная плотность энергетической освещенности контрольных источников УФ излучения;

Ест(λ) - относительная спектральная плотность энергетической освещенности стандартного источника УФ излучения.

Для определения возможности применения радиометра для каждого диапазона длин волн, например, УФ-А, УФ-В, УФ-С, специальными нормативными документами установлен перечень контрольных и стандартных источников излучения. Расчет Θ1 рекомендуется выполнять с использованием специально разработанных компьютерных программ. Значение погрешности спектральной коррекции Θ1 радиометра не должно превышать 4 - 8 %.

Угловая зависимость чувствительности идеального радиометра от угла падения излучения φ должна соответствовать функции cosφ.

Косинусную погрешность радиометра Θ4, выраженную в процентах, рассчитывают по формуле

.                                                  (2.19)

Значение Θ4 рассчитывают с использованием специальных компьютерных программ. Оно не должно превышать 2 %. При превышении указанных значений косинусной погрешности допускается ограничивать угол зрения радиометра (спектрорадиометра, дозиметра) УФ излучения с указанием в паспорте радиометра значений половинного угла зрения φт и поправочных коэффициентов, учитывающих угловые размеры излучателя. В этом случае косинусную погрешность Θ4 рассчитывают по формуле:

.                                                  (2.20)

Спектрорадиометры оптического излучения позволяют получать наиболее полную информацию об энергетических и эффективных характеристиках световой среды. Наиболее важной проблемой при использовании спектрорадиометров является оценка уровня рассеянного света, которая проводится при поверке прибора.

Наиболее распространенными и доступными приборами являются люксметры, предназначенные для определения освещенности оптического излучения. Требования к спектральной коррекции чувствительности фотометров определяются в соответствии с рекомендациями МКО с использованием табулированных спектров пяти контрольных источников излучения, значения относительной спектральной освещенности Еλ которых приведены в табл. 2.4.

Требования к угловой коррекции чувствительности люксметров определяют формулой (2.19). При этом погрешность угловой коррекции не должна превышать 3 - 5 %.

Таблица 2.4

Значения относительной спектральной освещенности Еλ контрольных излучателей, рекомендуемых МКО [17] для контроля фотометров

Длина волны, нм

Трехполосные люминесцентные лампы

Ртутные лампы высокого давления

Натриевые лампы высокого давления

Металлогалогенные лампы с тремя добавками

Металлогалогенные лампы с редкоземельными добавками

380

0,0000

0,0000

0,0107

0,0294

0,4524

390

0,0000

0,0000

0,0139

0,0290

0,5255

400

0,0116

0,0483

0,0186

0,0884

0,6108

410

0,0117

0,0734

0,0227

0,1534

0,7401

420

0,0136

0,0167

0,0275

0,2969

0,8115

430

0,0262

0,0437

0,0344

0,1975

0,7448

440

0,0527

0,1865

0,0418

0,2472

0,7430

450

0,0313

0,0178

0,0583

0,1822

0,6845

460

0,0277

0,0129

0,0338

0,2153

0,8092

470

0,0241

0,0137

0,0961

0,1794

0,7703

480

0,0390

0,0133

0,0178

0,1550

0,7720

490

0,1424

0,0244

0,0201

0,1650

0,7158

500

0,0373

0,0096

0,2210

0,2328

0,7506

510

0,0081

0,0093

0,0258

0,1625

0,7361

520

0,0044

0,0089

0,0371

0,1938

0,7053

530

0,0096

0,0124

0,0123

0,4400

0,6920

540

0,4473

0,0293

0,0166

1,0000

0,7546

550

0,3301

0,4138

0,0617

0,3178

0,9113

560

0,0466

0,0213

0,1371

0,2044

0,7425

570

0,0383

0,0177

0,8390

0,4428

0,8219

580

0,1557

1,0000

0,6659

0,3656

1,0000

590

0,1691

0,0449

0,9976

0,7969

0,8498

600

0,1344

0,0231

1,0000

0,7094

0,8538

610

1,0000

0,0608

0,4785

0,5897

0,7976

620

0,1512

0,3863

0,3434

0,2944

0,8132

630

0,2073

0,0358

0,1751

0,2088

0,7488

640

0,0238

0,0162

0,1354

0,2200

0,6943

650

0,0526

0,0251

0,1107

0,1909

0,6311

660

0,0142

0,0156

0,0959

0,2022

0,6758

670

0,0155

0,0126

0,0959

0,5203

0,8121

680

0,0167

0,0091

0,0749

0,2503

0,6729

690

0,0182

0,0347

0,0468

0,1413

0,6427

700

0,0200

0,1308

0,0386

0,1163

0,7448

710

0,0889

0,0243

0,0359

0,1066

0,4107

720

0,0000

0,0068

0,0338

0,1028

0,4142

730

0,0000

0,0077

0,0325

0,0828

0,4310

740

0,0000

0,0000

0,0320

0,0963

0,3254

750

0,0000

0,0000

0,0344

0,0956

0,3173

760

0,0000

0,0000

0,0431

0,1428

0,4391

770

0,0000

0,0000

0,0780

0,3238

0,4078

780

0,0000

0,0000

0,0349

0,1275

0,3382

790

0,0000

0,0000

0,0350

0,0916

0,3469

800

0,0000

0,0000

0,0423

0,0878

0,5186

Определение коррекции спектральной чувствительности яркомеров проводится так же, как и для люксметров. Наиболее важной характеристикой яркомеров при измерении показателей ослепленности и дискомфорта является угол зрения, определяющий угловое разрешение прибора. Разработанные в последние годы приборы позволяют контролировать все характеристики световой среды в соответствии с требованиями нормативных документов. Измерение энергетической освещенности УФ излучения в диапазонах УФ-А, УФ-В и УФ-С, определение опасной и эритемной освещенности УФ излучения возможно только с применением многоканальных универсальных радиометров. Применение одноканальных УФ радиометров допустимо в отдельных случаях для измерения характеристик узкого класса источников УФ излучения.

Методики выполнения измерений разрабатываются и применяются в соответствии с Законом Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений» и включают совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с известной погрешностью.

Разработка методики выполнения измерений включает:

выбор метода и средств измерений;

установление последовательности и содержания операций при подготовке и выполнении измерений, обработку результатов измерений;

установление требований к погрешности измерений.

Аттестацию методик выполнения измерений, применяемых в сфере распространения государственного метрологического контроля и надзора, проводят организации, аккредитованные в соответствии с ПР 50.2.013-94. Ниже в качестве примера приведена методика выполнения измерений энергетической освещенности УФ излучения бытовых соляриев.

2.4.1. Методика выполнения измерений характеристик УФ излучения соляриев

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящая методика выполнения измерений (далее - МВИ) распространяется на измерение характеристик УФ излучения соляриев с помощью радиометров (спектрорадиометров) непрерывного оптического излучения. Солярии представляют собой искусственные источники ультрафиолетового (далее - УФ) излучения, применяемые для компенсации недостатка УФ излучения, а также для получения быстрого и безопасного загара. В качестве источников УФ излучения (далее - УФ облучатели) используют люминесцентные лампы, спектр излучения которых лежит в диапазоне длин волн 0,28 - 0,40 мкм. Излучение соляриев характеризуется энергетической освещенностью (далее - ЭО) в диапазонах длин волн УФ-А1, (0,315 - 0,340) мкм, УФ-А2 (0,34 - 0,40) мкм, УФ-А (0,315 - 0,400) мкм, УФ-В (0,28 - 0,315) мкм, УФ-С (0,2 - 0,28) мкм. Для образования загара в спектре излучения соляриев должно присутствовать излучение диапазонов длин волн УФ-А1, УФ-А2 и УФ-В. Присутствие в спектре излучения диапазона длин волн УФ-В должно быть строго ограничено, чтобы исключить опасное воздействие на организм человека жесткого УФ излучения. Присутствие в спектре излучения диапазона длин волн УФ-С в соляриях не допускается. При разработке и использовании соляриев необходимо контролировать характеристики УФ излучения в соответствии с нормами и рекомендациями. Средства измерений характеристик оптического излучения соляриев обеспечивают измерение ЭО в следующих диапазонах длин волн, Вт/м2,

УФ-А1 - 0,1 - 50,0;

УФ-А2 - 0,1 - 200,0;

УФ-А - 0,1 - 250,0;

УФ-В - 0,01 - 5,0;

УФ-С - 0,001 - 1,0.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 8.195-89 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности энергетической яркости, спектральной плотности силы излучения и спектральной плотности энергетической освещенности в диапазоне длин волн 0,25 - 25,00 мкм; силы излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн 0,2 - 25,0 мкм»;

ГОСТ 8.197-86 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности энергетической яркости оптического излучения в диапазоне длин волн 0,04 - 0,25 мкм»;

ГОСТ 8.207-76 «Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения»;

ГОСТ 8.552-2001 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений потока излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн от 0,03 до 0,4 мкм»;

СанПиН 4557-88 «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях».

3. ТРЕБОВАНИЯ К ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Предел допускаемой погрешности измерений ЭО соляриев по данной MBИ составляет 10 %.

Должны использоваться:

а) радиометры УФ излучения УФ-А (УФ-А1 и УФ-А2) «Аргус-04», УФ-В «Аргус-0,5», УФ-С «Аргус-06» или другой УФ радиометр (спектрорадиометр) со следующими характеристиками:

диапазон длин волн, мкм................................................................ 0,2 - 0,4

диапазон измерений энергетической освещенности, Вт/м2....... 0,001 - 200,0

основная относительная погрешность, %..................................... 10,0;

б) комплект светофильтров типов УФС-1, ЖС-16 и БС-8;

в) кварцевый нейтральный ослабитель.

Применяемые средства измерений должны быть поверены органами Госстандарта России.

4. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ

Метод измерений характеристик оптического излучения соляриев основан на прямых измерениях при преобразовании потока УФ излучения в электрический сигнал радиометра (спектрорадиометра) при выполнении условий спектральной и угловой коррекции чувствительности фотопреобразователя. Радиометр (спектрорадиометр) оптического излучения соляриев должен быть поверен в качестве средства измерений энергетической и эффективной освещенности непрерывного УФ излучения в соответствии с ГОСТ 8.552, ГОСТ 8.197 и ГОСТ 8.195.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Измерения характеристик оптического излучения соляриев могут проводить операторы, прошедшие инструктаж по безопасности труда при работе с источниками УФ излучения в соответствии с требованиями СанПиН 4557 и правилами использования средств защиты персонала от УФ излучения - защитных очков, щитков, перчаток.

6. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ

К выполнению измерений допускают лиц, изучивших инструкции по эксплуатации основных средств измерений и вспомогательных устройств, требования настоящей MBИ, а также прошедших инструктаж по безопасности труда при эксплуатации УФ облучателей.

7. УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

температура окружающего воздуха, °С............................................. +10...+35

относительная влажность воздуха при температуре 20 °С, %........ 80

атмосферное давление, кПа................................................................ 84...104.

8. ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

При подготовке к проведению измерений выполняют следующие работы:

8.1. Включают и подготавливают к работе радиометр (спектрорадиометр) и солярий в соответствии с их инструкциями по эксплуатации.

8.2. Проверяют состояние оптики радиометра (спектрорадиометра). На поверхности оптических деталей не допускаются царапины, помутнения, жирные и другие пятна.

9. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

9.1. Для измерения ЭО оптического излучения соляриев:

9.1.1. Устанавливают измерительный блок радиометра (спектрорадиометра) в рабочую точку облучаемой поверхности в центре солярия. Косинусную насадку измерительного блока радиометра (спектрорадиометра) ориентируют параллельно облучаемой поверхности.

9.1.2. Определяют угловые размеры солярия - горизонтальный угол φ и вертикальный угол ψ (в градусах, °):

φ = arctg (L/R),

ψ = arctg (H/R),

 где L - длина солярия, мм;

Н - ширина солярия, мм;

R - расстояние от измерительного блока радиометра (спектрорадиометра) до центра медицинского облучателя, мм.

9.1.3. Включают и прогревают в течение 10 мин солярий.

9.1.4. Юстируют измерительный блок радиометра (спектрорадиометра) по углу в горизонтальной и вертикальной плоскостях для достижения максимального отсчета.

9.1.5. Регистрируют показания каналов радиометра (спектрорадиометра) iA1, iA2, iA, iB, iС и определяют интегральную ЭО Ei(A1), Ei(A2), Ei(A), Ei(B), Ei(C) (в ваттах на квадратный метр, Вт/м2) УФ излучения в диапазонах, соответственно, УФ-А1, УФ-А2, УФ-А, УФ-В, УФ-С.

9.1.6. Для оценки погрешности измерений ЭО, обусловленной влиянием потока инфракрасного излучения, устанавливают на измерительный блок радиометра (спектрорадиометра) светофильтр типа ЖС-16. Показания радиометра (спектрорадиометра) не должны превышать 3 % от значений ЭО, полученных по 9.1.5. Если показания превышают установленное значение, необходимо провести ремонт и повторную поверку радиометра (спектрорадиометра).

9.1.7. Устанавливают на измерительный блок радиометра (спектрорадиометра) светофильтр типа БС-8, измеряют сигналы jA1, jA2, j(λ), JB, jС (в вольтах, В) и определяют интегральную ЭО Ej(A1), Ej(A2), Ej(A), Ej(B), Ej(C) (в ваттах на квадратный метр, Вт/м2) излучения солярия в диапазонах, соответственно, УФ-А1, УФ-А2, УФ-А, УФ-В и УФ-С.

9.1.8. По результатам измерений угловых размеров солярия выбирают относительный коэффициент угловой коррекции K(φ,ψ), приведенный в паспорте радиометра (спектрорадиометра).

9.1.9. Значения ЭО соляриев в диапазонах УФ-А1, УФ-А2, УФ-А, УФ-В и УФ-С рассчитывают по формулам

EA1 = (Ei(A1) - Ej(A1)) K(φ,ψ) / KτA1,

EA2 = (Ei(A2) - Ej(A2)) K(φ,ψ) / KτA2,

EA = (Ei(A) - Ej(A)) K(φ,ψ) / KτA,

EB = (Ei(B) - Ej(B)) K(φ,ψ) / KτB,

EC = (Ei(C) - Ej(C)) K(φ,ψ) / KτC,

KτА1, KτA2, KτA, KτB и KτC - интегральные коэффициенты пропускания кварцевого нейтрального ослабителя в диапазонах, соответственно, УФ-А1, УФ-А2, УФ-А, УФ-В и УФ-С, указанные в паспорте на ослабитель.

9.2. Для определения эритемной и опасной эффективной освещенности Eeff выполняют следующие операции:

9.2.1. Регистрируют сигналы каналов спектрорадиометра i(λ) и (в ваттах на кубический метр, Вт/м3) аналогично пп. 10.1.5 и 10.1.7 и определяют значения спектральной плотности энергетической освещенности (СПЭО) Е(λ) (в ваттах на кубический метр, Вт/м3) по формуле

Е(λ) = [i(λ) - j(λ)] K(φ,ψ) / Kτ,

λ - длина волны, мкм.

9.2.2. Значения опасной и эритемной эффективной освещенности Еeff(TLV) и Eeff(ER) рассчитывают интегрированием СПЭО с учетом табулированных спектральных коэффициентов относительной опасной эффективности УФ излучения Keff(TLV) (λ) и Keff(ER (λ) по формулам:

,

.

Значения Keff(TLV) (λ) и Keff(ER (λ) приведены в табл. 1.

Таблица 1

Значения спектральных коэффициентов относительной эффективности Keff(TLV) (λ) и Keff(ER (λ), учитывающих опасное воздействие УФ излучения по критерию TLV и эритемное воздействие УФ излучения

Длина волны, нм

Keff(TLV) (λ)

Keff(ER (λ)

Длина волны, нм

Keff(TLV) (λ)

Keff(ER (λ)

200

0,030

1,000

285

0,770

1,000

205

0,051

1,000

290

0,640

1,000

210

0,075

1,000

295

0,540

1,000

215

0,095

1,000

300

0,300

1,000

220

0,120

1,000

305

0,060

0,680

225

0,150

1,000

310

0,015

0,280

230

0,190

1,000

315

0,003

0,069

235

0,240

1,000

320

0,001

0,021

240

0,300

1,000

325

0,000

0,011

245

0,360

1,000

330

0,000

0,008

250

0,430

1,000

335

0,000

0,005

255

0,520

1,000

340

0,000

0,004

260

0,650

1,000

345

0,000

0,002

265

0,810

1,000

350

0,000

0,001

270

1,000

1,000

355

0,000

0,001

275

0,960

1,000

360

0,000

0,000

280

0,880

1,000

 

 

 

Е(λ) = [I(λ) - J(λ)] K(φ,ψ) / Kτ,

где I(λ) - J(λ) - сигналы (в ваттах на квадратный метр, Вт/м2) многоканального радиометра (спектрорадиометра), определяемые соответственно по 9.1.5 и 9.1.8.

10. КОНТРОЛЬ ПОГРЕШНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Контроль погрешности результатов измерений проводят в следующем порядке:

10.1. Рассчитывают по результатам измерений относительную случайную погрешность результата измерений ЭО и ЭЭ - S0, (в %), по формуле

,

где Ei - результат i-го независимого измерения;

 - среднее арифметическое n измерений.

10.2. Границу относительной неисключенной систематической погрешности Θo определяют по формуле

,

Θi - оценка составляющей неисключенной систематической погрешности.

Источниками неисключенной систематической погрешности являются:

Θ1 - погрешность рабочего средства измерений (из свидетельства о поверке); Θ1 не превышает 10 %;

Θ2 - погрешность определения интегрального сигнала IA - JA, IВ - JB, IC - JC, (в Вт/м2), пропорционального ЭО ультрафиолетового излучения в диапазоне, соответственно, УФ-А, УФ-В и УФ-С; Θ2 не превышает 3 %;

Θ3 - погрешность определения относительного коэффициента угловой коррекции; Θ3 не превышает 2 %.

10.3. Предел допускаемой основной относительной погрешности Δ0 результатов измерений рассчитывают по формуле

,

где K - коэффициент, определяемый соотношением случайной и неисключенной систематической погрешностей.

Так как Θ0 > 8S0, то случайной погрешностью по сравнению с систематической пренебрегают и Δ0 = Θ0.

11. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

11.1. Результаты измерений оформляются по форме, принятой на предприятии, проводящем измерения.

11.2. Запись о результатах измерений должна содержать:

дату проведения измерений;

тип и номер средства измерений (радиометра или спектрорадиометра);

цель проведения измерений;

геометрические размеры солярия;

расстояние от центра солярия до радиометра (спектрорадиометра);

угловые размеры солярия;

значения сигналов IС и JC радиометра (спектрорадиометра);

значения ЭО, средней ЭО, эффективной освещенности, средней импульсной освещенности, полного потока излучения;

значения неисключенной систематической погрешности, предела допускаемой погрешности;

фамилию и подпись оператора.

2.5. Метрологическое обеспечение измерений характеристик оптического излучения

Метрологическое обеспечение измерений характеристик оптического излучения базируется на комплексе государственных эталонов и нормативных документов, регламентирующих порядок передачи размеров единиц величин от этих эталонов к рабочим средствам измерений с помощью рабочих эталонов, разработанных в ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений».

Согласно закону Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений» определение соответствия характеристик оптического излучения требованиям нормативных документов относится к сфере государственного метрологического контроля и надзора. Это означает, что используемые при этих измерениях средства измерений должны пройти испытания для целей утверждения типа, внесены в Государственный реестр, т.е. должны иметь сертификат об утверждении типа средств измерений. В [28] приведен перечень СИ характеристик оптического излучения, прошедших испытания, внесенных в Госреестр СИ и допущенных к обращению в стране.

Приборы должны быть поверены согласно утвержденной методике поверки на соответствующих эталонах. В качестве примера ниже приведена методика поверки средств измерений характеристик УФ излучения соляриев, где, в частности, содержатся ссылки на соответствующие нормативно-технические документы (национальные стандарты, санитарные правила и нормы, правила по метрологии).

2.5.1. Средства измерений характеристик ультрафиолетового излучения соляриев

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящая методика распространяется на средства измерений характеристик оптического излучения соляриев - радиометры (спектрорадиометры) непрерывного оптического излучения, основанные на использовании фотодиодов, вакуумных фотоэлементов, других фотопреобразователей, область спектральной чувствительности которых ограничена диапазоном длин волн от 0,2 до 1,1 мкм. Солярии представляют собой искусственные источники ультрафиолетового (УФ) излучения, применяемые для компенсации недостатка УФ излучения, а также для получения быстрого и безопасного загара. В качестве источников УФ излучения используются люминесцентные лампы, спектр воздействия которых ограничен диапазоном длин волн от 0,28 до 0,4 мкм. Излучение соляриев характеризуется энергетической освещенностью в диапазонах длин волн УФ-А1, УФ-А2, УФ-А, УФ-В, УФ-С. Основной вклад в образование загара вносит излучение диапазонов длин волн УФ-А1, УФ-А2. Присутствие в спектре излучения диапазона длин волн УФ-В необходимо для возникновения загара и строго ограничивается для исключения опасного воздействия на организм человека жесткого УФ излучения. Присутствие в спектре излучения диапазона длин волн УФ-С в соляриях не допускается. При разработке и использовании соляриев необходимо контролировать характеристики УФ излучения в соответствии с нормами и рекомендациями [2 - 6]. Средства измерений характеристик оптического излучения соляриев обеспечивают измерения энергетической освещенности (ЭО) в диапазонах длин волн:

УФ-А1 (0,315 - 0,34) мкм в диапазоне ЭО от 0,1 до 50 Вт/м2,

УФ-А2 (0,34 - 0,40) мкм в диапазоне ЭО 0,1 - 200 Вт/ м2,

УФ-А (0,315 - 0,40) мкм в диапазоне ЭО 0,1 - 250 Вт/ м2,

УФ-В (0,28 - 0,315) мкм в диапазоне ЭО 0,01 - 5 Вт/ м2,

УФ-С (0,20 - 0,28) мкм в диапазоне ЭО 0,001 - 1 Вт/м2.

Методы оценки погрешностей радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев, приведенные в настоящей методике, соответствуют рекомендациям Международной комиссии по освещению (МКО) № 53.

Настоящая методика поверки распространяется на радиометры (спектрорадиометры), используемые для измерения характеристик оптического излучения соляриев. Для средств измерений характеристик оптического излучения соляриев устанавливается межповерочный интервал один год.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ГОСТ 8.195-89 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности энергетической яркости, спектральной плотности силы излучения и спектральной плотности энергетической освещенности в диапазоне длин волн 0,25 - 25,00 мкм; силы излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн 0,2 - 25,0 мкм»;

ГОСТ 8.207-76 «Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения»;

ГОСТ 8.552-2001 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений потока излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн от 0,03 до 0,4 мкм»;

СанПиН 001-96 «Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях»;

ПР 50.2.006-94 «Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений»;

ПР 50.2.012-94 «Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок аттестации поверителей средств измерений»;

СанПиН 4557-88. «Санитарные нормы УФ излучения в производственных помещениях».

3. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ РАДИОМЕТРОВ (СПЕКТРОРАДИОМЕТРОВ) ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛЯРИЕВ

Методика поверки радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев в соответствии с требованиями ПР 50.2.006 включает операции, указанные в табл. 1.

Таблица 1

Наименование операции

Номер пункта настоящих рекомендаций

Проведение операции при

первичной поверке

периодической поверке

1 Подготовка к поверке

8.1

+

+

2 Внешний осмотр

8.2

+

+

3 Опробование

8.3

+

+

4 Определение метрологических характеристик радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев

8.4

+

+

4.1. Определение погрешности радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев, возникающей из-за неидеальной коррекции спектральной чувствительности

8.4.1

+

+

4.1.1 Измерение относительной спектральной чувствительности в основном УФ диапазоне длин волн от 0,2 до 0,4 мкм

8.4.1.1

+

 

4.1.2 Измерение относительной спектральной чувствительности в дополнительном видимом и инфракрасном (ИК) диапазоне длин волн от 0,4 до 1,1 мкм

8.4.1.2

+

 

4.2. Определение погрешности радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев, возникающей из-за неидеальной коррекции спектральной чувствительности в УФ, видимом и ИК диапазонах длин волн от 0,2 до 1,1 мкм, с использованием контрольных источников излучения

8.4.2

 

+

4.3. Определение погрешности абсолютной чувствительности радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев в диапазонах длин волн УФ-А1, УФ-А2, УФ-А, УФ-В, УФ-С

8.4.3

+

+

4.4. Определение погрешности радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев, возникающей из-за отклонений коэффициента линейности от единицы. Определение границ диапазона измерений энергетической освещенности

8.4.4

+

 

4.5. Определение погрешности радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев, возникающей из-за неидеальной коррекции угловой зависимости чувствительности

8.4.5

+

+

4.6. Обработка результатов поверки радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев

8.4.6

+

+

5. Оформление результатов поверки радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев

9

+

+

4. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ РАДИОМЕТРОВ (СПЕКТРОРАДИОМЕТРОВ) ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛЯРИЕВ

При проведении поверки используются основные и вспомогательные средства, перечень которых приведен в табл. 2.

Таблица 2

Номер пункта настоящих рекомендаций

Средства поверки

8.4.1

Установка для измерений спектральной чувствительности приемников излучения в диапазоне длин волн 0,2 - 1,1 мкм в составе рабочего эталона потока излучения энергетической освещенности (РЭ ПИ и ЭО) по ГОСТ 8.552. Установка включает источники излучения - лампы типов ЛД(Д), КГМ-12-100 (или аналогичные), монохроматор типа МДР-23 (или аналогичный), фотоприемники типа Ф-34, ФПД-1, ФД-288К (или аналогичные). Среднеквадратическое отклонение SΣ0 - от 1 до 2 %

8.4.2 - 8.4.3

Установка для измерений абсолютной чувствительности радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев в диапазоне длин волн от 0,2 до 0,4 мкм в составе РЭ ПИ и ЭО по ГОСТ 8.552, включающая источники излучения - лампы типов ДБ-30, ЛУФ-30, КГМ-12-100 (или аналогичные), радиометр УФ излучения. Среднее квадратическое отклонение SΣ0 - от 1 до 2 %

8.4.4

Установка для измерений коэффициента линейности чувствительности радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев в составе РЭ ПИ и ЭО по ГОСТ 8.552, включающая два источника излучения - лампы типа ДКсШ-120 (или аналогичные). Среднее квадратическое отклонение SΣ0 =1 %

8.4.5

Установка для измерений угловой зависимости чувствительности радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев в составе РЭ ПИ и ЭО по ГОСТ 8.552, включающая гониометр ГС-5 (или аналогичный). Среднеквадратическое отклонение SΣ0 = 2 %

5. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

К поверке радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев допускают лиц, освоивших работу с радиометрами и используемыми эталонами, изучивших настоящие рекомендации, прошедших аттестацию в соответствии с ПР 50.2.012.

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Поверка средств измерений характеристик оптического излучения соляриев включает соблюдение правил электробезопасности [13]. Измерения могут выполнять операторы, аттестованные для работы по группе электробезопасности (не ниже III) и прошедшие инструктаж на рабочем месте по безопасности труда при эксплуатации электрических установок. При работе с источниками УФ излучения необходимо использовать средства защиты персонала от УФ излучения - защитные очки, щитки, перчатки и т.п. в соответствии с требованиями СанПиН 4557.

В помещении, в котором эксплуатируются источники УФ излучения, должна быть предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция для исключения вредного воздействия озона на людей. Концентрация озона в воздушной среде помещения должна соответствовать требованиям СанПиН 4557.

7. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

температура окружающего воздуха, °С................................................................. 20 ± 5

относительная влажность воздуха при t = 25 °С, %............................................. 65 ± 15

атмосферное давление, кПа..................................................................................... от 84 до 104

напряжение питающей сети, В.................................................................................. 220 ± 4

частота питающей сети, Гц....................................................................................... 50 ± 1

8. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

Методика поверки радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев включает подготовку к поверке, внешний осмотр, опробование и определение метрологических характеристик.

8.1. При подготовке к поверке необходимо включить все приборы в соответствии с их инструкциями по эксплуатации.

8.2. При внешнем осмотре должно быть установлено:

соответствие комплектности радиометров (спектрорадиометров) паспортным данным;

отсутствие механических повреждений блоков радиометров (спектрорадиометров), сохранность соединительных кабелей и сетевых разъемов;

четкость надписей на панели прибора;

наличие маркировки (тип и заводской номер прибора);

отсутствие сколов, царапин и загрязнений на оптических деталях прибора.

8.3. При опробовании должно быть установлено:

наличие показаний радиометра (спектрорадиометра) при его освещении УФ излучением;

правильное функционирование переключателей пределов измерений, режимов работы радиометров (спектрорадиометров).

8.4. Определение метрологических характеристик радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев.

8.4.1. Определение погрешности радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев, возникающей из-за неидеальной коррекции спектральной чувствительности.

Измерения относительной спектральной чувствительности (ОСЧ) радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев проводят при первичной поверке для определения погрешности, вызванной отклонением реальной относительной спектральной чувствительности поверяемого радиометра (спектрорадиометра) от идеальной. ОСЧ поверяемого радиометра оптического излучения соляриев сравнивается с известной спектральной чувствительностью эталонного приемника УФ излучения, в составе РЭ по ГОСТ 8.552-2001 в диапазоне длин волн от 0,2 до 1,1 мкм. Дополнительные измерения относительной спектральной чувствительности поверяемого радиометра в видимой и ИК областях спектра необходимы для исключения грубых погрешностей, возникающих при измерении радиометром энергетической освещенности УФ излучения на фоне интенсивного длинноволнового излучения люминесцентных ламп.

8.4.1.1. Измерение относительной спектральной чувствительности в основном УФ диапазоне длин волн от 0,2 до 0,4 мкм.

При измерении относительной спектральной чувствительности радиометров (спектрорадиометров) оптического излучения соляриев в основном диапазоне длин волн от 0,2 до 0,4 мкм используют: излучатель на основе дейтериевой лампы типа ЛД(Д) с кварцевым окном в диапазоне длин волн от 0,20 до 0,34 мкм; излучатель на основе галогенной лампы накаливания типа КГМ-12-100 в диапазоне длин волн 0,34 - 0,4 мкм; монохроматор типа МДР-23 со спектральным разрешением не более 2 нм; эталонный приемник УФ излучения - фотодиод типа ФПД-1.

Эталонный приемник излучения и измерительный блок поверяемого прибора поочередно устанавливают за выходной щелью монохроматора таким образом, чтобы поток монохроматического излучения не выходил за пределы апертурной диафрагмы. Регистрацию показаний эталонного приемника I0(λ) и поверяемого прибора I(λ) проводят поочередно 5 раз на каждой длине волны с шагом 10 нм. Затем за выходной щелью монохроматора устанавливают светофильтр типа ЖС-16 толщиной 1 мм, непрозрачный в диапазоне длин волн от 0,2 до 0,4 мкм, и определяют показания эталонного приемника J0(λ) и поверяемого прибора J(λ), соответствующие рассеянному излучению в монохроматоре. Результат i-го измерения ОСЧ поверяемого прибора Si(λ) рассчитывают по известным значениям ОСЧ S0(λ) эталонного приемника по формуле

Si(λ) = S0(λ) · [Ii(λ) - Ji(λ)] / [I i0 (λ) - J i0 (λ)]                                       (1)

Для каждой длины волны определяют среднее значение ОСЧ S(λ). Оценку относительного среднеквадратического отклонения S0 результатов измерений для n независимых измерений определяют по формуле

,                                                  (2)

где n - число независимых измерений.

Граница относительной неисключенной систематической погрешности результата измерений ОСЧ Θ0 определяется погрешностью РЭ ГОСТ 8.552-2001. Суммарное относительное среднеквадратическое отклонение результата измерения ОСЧ SΣo определяют по формуле

SΣo = (S02 + Θ02/3) 1/2.                                                                    (3)

Значение суммарного среднеквадратического отклонения (СКО) результата измерений, оцененного по формуле (3), не должно превышать 4 % - для диапазонов УФ-А1, УФ-А2, УФ-А, 5 % - для диапазона УФ-В, 6 % - для диапазона УФ-С.

8.4.1.2. Измерение относительной спектральной чувствительности в дополнительном видимом и ИК диапазонах длин волн от 0,4 до 1,1 мкм.

При измерении чувствительности поверяемого радиометра в дополнительном видимом и ИК диапазонах длин волн от 0,4 до 1,1 мкм спектральное разрешение монохроматора выбирают в пределах 4 нм. В качестве источника излучения используют лампу накаливания типа КГМ-12-100, в качестве эталонного приемника излучения - кремниевый фотодиод типа ФД-288К. Измерения проводят с шагом 20 нм, как указано в 8.4.1.1. Значение суммарного СКО результата измерений, оцененного в соответствии с ГОСТ 8.207, не должно превышать 4 %.

При определении ОСЧ спектрорадиометра оптического излучения соляриев в основном диапазоне длин волн от 0,2 до 0,4 мкм используется эталонный источник УФ излучения на основе дейтериевой лампы типа ЛД(Д), в составе РЭ СПЭО по ГОСТ 8.197. Эталонный источник устанавливают на расстоянии 0,5 м от спектрорадиометра так, чтобы значения СПЭО составляли (0,5 ÷ 5)·105 Вт/м3 в диапазоне длин волн от 0,2 до 0,4 мкм. Сигналы (показания) спектрорадиометра измеряют в единицах СПЭО - Вт/м3. ОСЧ поверяемого спектрорадиометра S(λ) определяют по отношению измеренных значений СПЭО к значениям СПЭО эталонного излучателя. Погрешность определения ОСЧ спектрорадиометра оценивают по формуле (3), по значениям СКО измеренных сигналов и значению предельной погрешности РЭ СПЭО по ГОСТ 8.197. Суммарное СКО при определении ОСЧ поверяемого спектрорадиометра в диапазонах УФ-А1, УФ-А2, УФ-А не должно превышать 4 %, в диапазоне УФ-В - 5 %, в диапазоне УФ-С - 6 %. Для определения ОСЧ поверяемого спектрорадиометра S(λ) в видимом и ИК диапазонах длин волн от 0,4 до 1,1 мкм используют источник излучения - лампу типа КГМ-12-100, поверенную в качестве РЭ ЭО (ЕАВ, Вт/м2) по ГОСТ 8.195. При этом поверяемый спектрорадиометр устанавливают на оптической скамье на расстоянии 0,3 м от источника излучения. Регистрация показаний поверяемого УФ спектрорадиометра (в Вт/м2) в основном диапазоне указывает на наличие дополнительной нескоррегированной чувствительности S(λ) в диапазоне длин волн от 0,4 до 1,1 мкм, которую необходимо учитывать при оценке погрешности прибора. Среднее значение S(λ) по диапазону длин волн от 0,4 до 1,1 мкм определяют по формуле

S(λ) = I / Evir.                                                             (4)

Погрешность определения ОСЧ радиометра (спектрорадиометра) оценивают по формуле (3). Значение суммарного СКО результата измерений ОСЧ не должно превышать 4 %.

Погрешность спектральной коррекции радиометра Θ1, вызванную отклонением относительной спектральной чувствительности Sλ поверяемого радиометра (спектрорадиометра) от стандартной Sст(λ), определяют по формуле

,                                 (5)

где E(λ) - относительная спектральная плотность энергетической освещенности контрольных источников УФ излучения;

Eст(λ) - относительная спектральная плотность энергетической освещенности стандартного источника УФ излучения.

Для определения возможности применения поверяемого прибора в качестве радиометра (спектрорадиометра) оптического излучения соляриев в диапазонах длин волн УФ-А1, УФ-А2, УФ-А, УФ-В, УФ-С в соответствии с настоящей методикой установлен перечень контрольных и стандартных источников излучения. Табулированные значения E(λ) и Eст(λ) приведены в табл. 3 - 7 для спектрального интервала 5 нм. Расчет Θ1 по формуле (5) рекомендуется выполнять с использованием специально разработанных компьютерных программ. Значение погрешности спектральной коррекции Θ1 радиометра (спектрорадиометра) оптического излучения соляриев для каждого контрольного источника в диапазонах длин волн УФ-А и УФ-С не должно превышать 5 %, в диапазоне УФ-В - 4 %, в диапазонах УФ-А1 и УФ-А2 - 6 %.

Таблица 3

Значения Eст(λ) стандартного источника для диапазона УФ-С-ртутной лампы среднего давления

Длина волны, нм

Eст(λ)

Длина волны, нм

Eст(λ)

Длина волны, нм

Eст(λ)

200

5,55·10-2

325

1,19·10-2

450

7,58·10-3

205

8,19·10-2

330

1,13·10-2

455

6,42·10-3

210

1,04·10-1

335

1,03·10-1

460

5,43·10-3

215

1,04· 10-1

340

9,48·10-3

465

5,19·10-3

220

1,23·10-1

345

7,87·10-3

470

5,57·10-3

225

1,29·10-1

350

6,71·10-3

475

5,65·10-3

230

1,18·10-1

355

9,12·10-3

480

5,38·10-3

235

1,02·10-1

360

9,51·10-3

485

6,13·10-3

240

8,64·10-2

365

1,000

490

1,79·10-2

245

4,87·10-2

370

2,68·10-2

495

7,15·10-3

250

9,05·10-2

375

1,01·10-2

500

4,26·10-3

255

4,42·10-1

380

1,03·10-2

505

4,49·10-3

260

1,75·10-1

385

7,87·10-3

510

4,63·10-3

265

2,93·10-1

390

2,27·10-2

515

4,70·10-3

270

1,01·10-1

395

5, 82·10-3

520

4,65·10-3

275

6,52·10-2

400

7,40·10-3

525

4,69·10-3

280

1,78·10-1

405

3,30·10-1

530

4,74·10-3

285

2,15·10-2

410

7,52·10-2

535

9,77·10-3

290

8,08·10-2

415

8,64·10-3

540

6,49·10-3

295

1,21·10-1

420

8,36·10-3

545

7,18·10-1

300

1,48·10-1

425

9,92·10-3

550

5,61·10-3

305

3,67·10-1

430

1,39·10-2

555

5,50·10-3

310

1,20·10-1

435

6,38·10-1

560

5,40·10-3

315

6,09·10-1

440

2,37·10-2

565

5,51·10-3

320

1,50·10-2

445

1,20·10-2

570

6,27·10-3

575

9,48·10-3

755

4,98·10-3

930

5,79·10-3

580

7,04·10-1

760

4,97·10-3

935

5,82·10-3

585

5,47·10-3

765

4,99·10-3

940

5,84·10-3

590

5,07·10-3

770

5,01·10-3

945

5,87·10-3

595

5,05·10-3

775

5,04·10-3

950

5,89·10-3

600

5,02·10-3

780

5,05·10-3

955

5,92·10-3

605

4,98·10-3

785

5,11·10-3

960

5,96·10-3

610

4,99·10-3

790

5,09·10-3

965

5,98·10-3

615

4,92·10-3

795

5,11·10-3

970

6,01·10-3

620

4,97·10-1

800

5,14·10-3

975

6,04·10-3

625

4,94·10-3

805

5,16·10-3

980

6,05·10-3

630

4,92·10-3

810

5,16·10-3

985

6,05·10-3

635

4,95·10-3

815

5,16·10-3

990

6,07·10-3

640

4,99·10-3

820

5,18·10-3

995

6,08·10-3

645

5,02·10-3

825

5,18·10-3

1000

6,09·10-3

650

5,07·10-3

830

5,19·10-3

1005

6,09·10-3

655

5,16·10-3

835

5,22·10-3

1010

6,23·10-3

660

5,25·10-3

840

5,25·10-3

1015

7,66·10-2

665

5,27·10-3

845

5,28·10-3

1020

6,18·10-3

670

6,07·10-3

850

5,31·10-3

1025

6,09·10-3

675

5,22·10-3

855

5,33·10-3

1030

6,08·10-3

680

5,21·10-3

860

5,36·10-3

1035

6,06·10-3

685

5,23·10-3

865

5,38·10-3

1040

6,04·10-3

690

5,82·10-3

870

5,41·10-3

1045

6,01·10-3

695

5,27·10-3

875

5,43·10-3

1050

5,96·10-3

700

5,25·10-3

880

5,45·10-3

1055

5,93·10-3

705

5,34·10-3

885

5,48·10-3

1060

5,89·10-3

710

7,11·10-3

890

5,52·10-3

1065

5,86·10-3

715

5,05·10-3

895

5,55·10-3

1070

5,82·10-3

720

5,01·10-3

900

5,58·10-3

1075

5,79·10-3

725

4,94·10-3

905

5,62·10-3

1080

5,75·10-3

730

4,89·10-3

910

5,65·10-3

1085

5,72·10-3

735

4,90·10-3

915

5,70·10-3

1090

5,69·10-3

740

4,93·10-3

920

5,72·10-3

1095

5,66·10-3

745

4,92·10-3

925

5,76·10-3

1100

5,69·10-3

750

4,94·10-3

 

 

 

 

Таблица 4

Значения Eст(λ) стандартного источника для диапазонов УФ-А, УФ-А1, УФ-А2, УФ-В - ртутной лампы с люминофором типа ЛУФ

Длина волны, нм

Eст(λ)

Длина волны, нм

Eст(λ)

280

2,07·10-6

445

1,17·10-3

285

1,18·10-5

450

9,48·10-4

290

1,58·10-4

455

7,95·10-4

295

8,78·10-4

460

6,36·10-4

300

1,81·10-3

465

5,53·10-4

305

6,06·10-3

470

5,09·10-4

310

1,86·10-2

475

4,63·10-4

315

6,33·10-2

480

4,24·10-4

320

1,09·10-1

485

3,92·10-4

325

2,23·10-1

490

2,67·10-3

330

3,85·10-1

495

3,61·10-4

335

5,83·101

500

3,31·10-4

340

7,57·10-1

505

3,20·10-4

345

9,19·10-1

510

2,94·10-4

350

1,000

515

3,10·10-4

355

9,75·10-1

520

2,50·10-4

360

8,63·10-1

525

2,67·10-4

365

8,74·10-1

530

2,36·10-4

370

5,58·10-1

535

2,35·10-4

375

3,98·10-1

540

1,92·10-4

380

2,70·10-1

545

3,74·10-1

385

1,78·10-1

550

5,27·10-4

390

1,14·10-1

555

1,51·10-4

395

6,99·10-2

560

1,47·10-4

400

4,26·10-2

565

1,23·10-4

405

3,28·10-1

570

1,13·10-4

410

6,31·10-2

575

9,95·10-5

415

9,85·10-3

580

3,52·10-1

420

6,38·10-3

585

1,49·10-4

425

4,11·10-3

590

8,67·10-5

430

2,84·10-3

595

7,24·10-5

435

1,55·10-1

600

6,96·10-5

440

1,83·10-3

 

 

Таблица 5

Значения Е(λ) контрольного источника для диапазонов УФ-А, УФ-А1, УФ-А2, УФ-В - источника типа «А»

Длина волны, нм

Е(λ)

Длина волны, нм

Е(λ)

Длина волны, нм

Е(λ)

270

7,83·10-4

465

1,48·10-1

660

6,39·10-1

275

1,03·10-3

470

1,58·10-1

665

6,52·10-1

280

1,33·10-3

475

1,68·10-1

670

6,64·10-1

285

1,68·10-3

480

1,78·10-1

675

6,76·10-1

290

2,09·10-3

485

1,88·10-1

680

6,88·10-1

295

2,57·10-3

490

1,99·10-1

685

7,00·10-1

300

3,13·10-3

495

2,10·10-1

690

7,12·10-1

305

3,75·10-3

500

2,22·10-1

695

7,24·10-1

310

4,49·10-3

505

2,33·10-1

700

7,35·10-1

315

5,37·10-3

510

2,45·10-1

705

7,46·10-1

320

6,38·10-3

515

2,57·10-1

710

7,57·10-1

325

7,55·10-3

520

2,69·10-1

715

7,68·10-1

330

8,94·10-3

525

2,81·10-1

720

7,78·10-1

335

1,04·10-2

530

2,94·10-1

725

7,88·10-1

340

1,21·10-2

535

3,07·10-1

730

7,98·10-1

345

1,42·10-2

540

3,20·10-1

735

8,07·10-1

350

1,62·10-2

545

3,33·10-1

740

8,16·10-1

355

1,85·10-2

550

3,46·10-1

745

8,25·10-1

360

2,12·10-2

555

3,59·10-1

750

8,34·10-1

365

2,39·10-2

560

3,72·10-1

755

8,42·10-1

370

2,70·10-2

565

3,86·10-1

760

8,51·10-1

375

3,05·10-2

570

3,99·10-1

765

8,59·10-1

380

3,44·10-2

575

4,12·10-1

770

8,67·10-1

385

3,84·10-2

580

4,26·10-1

775

8,75·10-1

390

4,27·10-2

585

4,39·10-1

780

8,83·10-1

395

4,72·10-2

590

4,52·10-1

785

8,90·10-1

400

5,21·10-2

595

4,66·10-1

790

8,97·10-1

405

5,74·10-2

600

4,79·10-1

795

9,04·10-1

410

6,33·10-2

605

4,93·10-1

800

9,11·10-1

415

6,90·10-2

610

5,07·10-1

805

9,18·10-1

420

7,56·10-2

615

5,21·10-1

810

9,24·10-1

425

8,20·10-2

620

5,34·10-1

815

9,30·10-1

430

8,90·10-2

625

5,48·10-1

820

9,35·10-1

435

9,68·10-2

630

5,61·10-1

825

9,40·10-1

440

1,05·10-1

635

5,75·10-1

830

9,45·10-1

445

1,13·10-1

640

5,88·10-1

835

9,50·10-1

450

1,21·10-1

645

6,01·10-1

840

9,54·10-1

455

1,30·10-1

650

6,14·10-1

845

9,59·10-1

460

1,39·10-1

655

6,27·10-1

850

9,63·10-1

855

9,67·10-1

940

9,99·10-1

1025

9,86·10-1

860

9,70·10-1

945

1,000

1030

9,83·10-1

865

9,74·10-1

950

1,000

1035

9,81·10-1

870

9,77·10-1

955

1,000

1040

9,79·10-1

875

9,80·10-1

960

9,99·10-1

1045

9,77·10-1

880

9,82·10-1

965

9,99·10-1

1050

9,74·10-1

885

9,85·10-1

970

9,98·10-1

1055

9,·71·10-1

890

9,87·10-1

975

9,98·10-1

1060

9,68·10-1

895

9,89·10-1

980

9,97·10-1

1065

9,65·10-1

900

9,91·10-1

985

9,96·10-1

1070

9,62·10-1

905

9,93·10-1

990

9,96·10-1

1075

9,59·10-1

910

9,95·10-1

995

9,95·10-1

1080

9,56·10-1

915

9,96·10-1

1000

9,94·10-1

1085

9,53·10-1

920

9,97·10-1

1005

9,93·10-1

1090

9,50·10-1

925

9,98·10-1

1010

9,91·10-1

1095

9,47·10-1

930

9,98·10-1

1015

9,89·10-1

1100

9,43·10-1

935

9,99·10-1

1020

9,88·10-1

 

 

Таблица 6

Значения Е(λ) контрольного источника для диапазонов УФ-А, УФ-А1, УФ-А2, УФ-В, УФ-С - ртутной лампы с люминофором типа ЛЭ

Длина волны, нм

Е(λ)

Длина волны, нм

Е(λ)

250

1,07·10-6

335

3,44·10-1

255

2,85·10-4

340

2,33·10-1

260

5,18·10-6

345

1,51·10-1

265

7,09·10-5

350

9,80·10-2

270

1,60·10-3

355

6,83·10-2

275

1,81·10-2

360

4,71·10-2

280

5,22·10-2

365

2,70·10-1

285

1,53·10-1

370

2,36·10-2

290

3,41·10-1

375

1,84·10-2

295

5,90·10-1

380

1,41·10-2

300

8,55·10-1

385

1,22·10-2

305

1,000

390

9,38·10-3

310

9,94·10-1

395

6,11·10-3

315

9,05·10-1

400

3,84·10-3

320

8,10·10-1

405

1,53·10-1

325

6,60·10-1

410

2,47·10-2

330

5,07·10-1

415

6,24·10-3

420

6,20·10-3

515

5,21·10-4

425

5,97·10-3

520

4,48·10-4

430

5,68·10-3

525

4,17·10-4

435

1,32·10-1

530

3,85·10-4

440

5,13·10-3

535

3,54·10-4

445

4,79·10-3

540

1,27·10-3

450

4,43·10-3

545

3,09·10-4

455

3,52·10-1

550

2,87·10-4

460

2,56·10-2

555

2,77·10-4

465

1,03·10-2

560

1,80·10-4

470

6,62·10-3

565

1,17·10-4

475

4,08·10-3

570

8,19·10-5

480

2,73·10-3

575

7,24·10-5

485

8,24·10-1

580

7,35·10-4

490

1,92·10-3

585

7,46·10-5

495

1,05·10-3

590

6,57·10-5

500

8,72·10-4

595

5,68·10-5

505

7,01·10-4

600

4,98·10-5

510

5,88·10-4

 

 

Таблица 7

Значения Е(λ) контрольного источника для диапазона УФ-С - ртутно-вольфрамовой лампы

Длина волны, нм

Е(λ)

Длина волны, нм

Е(λ)

Длина волны, нм

Е(λ)

250

2,25·10-4

320

6,45·10-3

390

4,31·10-2

255

9,52·10-2

325

7,19·10-3

395

4,74·10-2

260

6,08·10-3

330

8,83·10-3

400

5,20·10-2

265

1,53·10-2

335

8,49·10-2

405

2,89·10-1

270

4,09·10-3

340

1,18·10-2

410

1,11·10-1

275

1,02·10-2

345

1,37·10-2

415

7,08·10-2

280

3,98·10-2

350

1,56·10-2

420

7,60·10-2

285

1,15·10-3

355

1,77·10-2

425

8,22·10-2

290

2,54·10-2

360

2,06·10-2

430

8,90·10-2

295

8,89·10-3

365

6,81·10-1

435

4,83·10-1

300

7,82·10-2

370

2,68·10-2

440

1,05·10-1

305

1,53·10-1

375

3,01·10-2

445

1,13·10-1

310

4,10·10-3

380

3,41·10-2

450

1,21·10-1

315

3,22·10-1

385

3,84·10-2

455

1,30·10-1

460

1,39·10-1

675

6,76·10-1

890

9,87·10-1

465

1,48·10-1

680

6,88·10-1

895

9,89·10-1

470

1,58·10-1

685

7,00·10-1

900

9,91·10-1

475

1,68·10-3

690

7,12·10-1

905

9,93·10-1

480

1,78·10-1

695

7,24·10-1

910

9,95·10-1

485

1,88·10-1

700

7,35·10-1

915

9,96·10-1

490

1,99·10-1

705

7,46·10-1

920

9,97·10-1

495

2,10·10-1

710

7,57·10-1

925

9,98·10-1

500

2,22·10-1

715

7,68·10-1

930

9,98·10-1

505

2,33·10-1

720

7,78·10-1

935

9,99·10-1

510

2,45·10-1

725

7,88·10-1

940

9,99·10-1

515

2,·57·10-1

730

7,98·10-1

945

1,000

520

2,69·10-1

735

8,07·10-1

950

1,000

525

2,81·10-1

740

8,16·10-1

955

1,000

530

2,94·10-1

745

8,25·10-1

960

9,99·10-1

535

7,68·10-1

750

8,34·10-1

965

9,99·10-1

540

3,20·10-1

755

8,42·10-1

970

9,98·10-1

545

3,33·10-1

760

8,51·10-1

975

9,98·10-1

550

3,46·10-1

765

8,59·10-1

980

9,97·10-1

555

3,59·10-1

770

8,67·10-1

985

9,96·10-1

560

3,72·10-1

775

8,75·10-1

990

9,96·10-1

565

3,85·10-1

780

8,83·10-1

995

9,95·10-1

570

3,99·10-1

785

8,90·10-1

1000

9,94·10-1

575

4,12·10-1

790

8,97·10-1

1005

9,93·10-1

580

7,57·10-1

795

9,04·10-1

1010

9,91·10-1

585

4,39·10-1

800

9,11·10-1

1015

9,89·10-1

590

4,52·10-1

805

9,18·10-1

1020

9,88·10-1

595

4,66·10-1

810

9,24·10-1

1025

9,86·10-1

600

4,79·10-1

815

9,30·10-1

1030

9,83·10-1

605

4,93·10-1

820

9,35·10-1

1035

9,81·10-1

610

5,07·10-1

825

9,40·10-1

1040

9,79·10-1

615

5,21·10-1

830

9,45·10-1

1045

9,77·10-1

620

5,34·10-1

835

9,50·10-1

1050

9,74·10-1

625

5,48·10-1

840

9,54·10-1

1055

9,71·10-1

630

5,61·10-1

845

9,59·10-1

1060

9,68·10-1

635

5,75·10-1

850

9,63·10-1

1065

9,65·10-1

640

5,88·10-1

855

9,67·10-1

1070

9,62·10-1

645

6,01·10-1