Действие электростатического поля на организм человека и его нормирование

Электростатические заряды, возникающие на поверхностях некоторых материалов, как жидких, так и твердых, вследствие электризации образуют электростатическое поле (ЭСП).

Электростатические заряды возникают при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материалов, если последний изолирован от земли. При разделении двух диэлектрических материалов происходит разделение электрических зарядов. Материал, имеющий большую диэлектрическую проницаемость, заряжается положительно, а меньшую – отрицательно. Чем больше различаются диэлектрические свойства материалов, тем интенсивнее происходит разделение и накопление зарядов.

Интенсивность образования электрических зарядов определяется также силой и скоростью трения. Чем больше сила и скорость трения и больше различие в электрических свойствах, тем интенсивнее происходит образование электрических зарядов. Например, электростатические заряды могут возникнуть при измельчении, пересыпании и пневмотранспортировке твердых сыпучих материалов; при переливании, перекачивании по трубопроводам, перевозке в цистернах диэлектрических жидкостей (бензина, керосина, солярки и др.); при обработке на токарных станках диэлектрических материалов (эбонита, оргстекла и т. д.); при пробуксовывании резиновой ленты транспортера относительно роликов или ремня ременной передачи относительно шкива с потенциалом до 45 кВ.

Кроме трения причиной образования статических зарядов является электрическая индукция, в результате которой изолированные от земли тела во внешнем электрическом поле приобретают электрический заряд. Например, на металлических предметах, изолированных от земли, в сухую погоду под действием электрического поля высоковольтных линий электропередач или грозовых облаков могут образовываться значительные электрические заряды. На экранах мониторов положительные заряды накапливаются под действием электронного пучка, создаваемого электронно-лучевой трубкой. Напряженность электростатического поля между экраном дисплея и оператором, как правило, составляет 5-15 кВ/м, что не превышает нормы, но это приводит к уменьшению количества отрицательных ионов в воздухе помещения, загрязнению экрана, а также к увеличению потока мелких частиц пыли на лицо и органы дыхания, к раздражению и зуду кожи, что может привести к кожным заболеваниям. Электростатические заряды образуются на поверхности клавиатуры и “мыши” персонального компьютера в результате трения и могут достигать величин 12-20 кВ/м.

Воздействие ЭСП на человека связано с протеканием через него слабого тока. При этом электротравм не бывает. Однако вследствие рефлекторной реакции на раздражение анализаторов на коже человек отстраняется от заряженного тела, что может привести к механической травме от удара о рядом расположенные элементы конструкций, падение с высоты, испуг с возможной потерей сознания.

Электростатическое поле большой напряженности способно изменять и прерывать клеточное развитие, вызывать катаракту с последующим помутнением хрусталика.

К воздействию электростатического поля наиболее чувствительны ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Длительное пребывание человека в условиях, когда напряженность ЭСП имеет величину более 1 кВ/м, вызывает нервно-эмоциональное напряжение, куммулирующее утомление, снижение работоспособности, нарушение суточного биоритма, снижение адаптационных резервов организма. Характерны своеобразные “фобии”, обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к фобиям обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью.

Наибольшая опасность электростатических зарядов заключается в том, что искровой разряд может обладать энергией, достаточной для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. При напряжении 3 кВ искровой разряд может вызвать воспламенение почти всех паро- и газовоздушных смесей; при 5 кВ – воспламенение большей части горючих пылей.

Так, удаление пыли из диэлектрического материала, находящегося в рабочей зоне, с помощью вытяжной вентиляции может привести к накоплению в газоходах электростатических зарядов и отложений пыли. Появление искрового разряда в этом случае может вызвать воспламенение или взрыв пыли.

При перевозке легковоспламеняющихся жидкостей, при их перекачке по трубопроводам, сливе из цистерны или при плескании жидкостей в них накапливаются электростатические заряды, и может возникнуть искра, которая воспламенит жидкость.

Допустимые уровни напряженности электростатических полей в производственных условиях устанавливаются СанПиН 2.2.4.1191 -03 в зависимости от времени его воздействия на работника за смену. Предельно допустимое значение напряженности ЭСП устанавливается равным 60 кВ/м в течение 1 ч.

При воздействии ЭСП более 1 ч за смену предельно допустимые уровни ЕПДУ определяются по формуле

(8.4)

где t – время воздействия, ч.

При напряженности ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в поле не регламентируется.

В диапазоне напряженностей от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания работника в ЭСП без средств защиты определяется по формуле

(8.5)

где Е_ФАКТ – измеренное значение напряженности ЭСП, кВ/м.

При напряженности ЭСП, превышающей 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается.