ايمني در ميدانهاي مغناطيسي

 

ايمني در ميدانهاي مغناطيسي

مقدمه

هر جا كه الكتريسيته وجود دارد ارتعاشات مغناطيسي نيز وجود دارند و در واقع ميدان  جاذبه زمين ، خود يك مغناطيس بزرگ است. ميدانهاي مغناطيسي در همه جا به وفور يافت مي شود، نظير خانه ها، ادارات امروزي كه بستگي به ميزان مصرف نيروي الكتريكي مورد نياز روزانه آنها دارد. ميدانهاي مغناطيسي اطرافمان را مي توان كاهش داد. در واقع اين كار به تنهايي و بدون در نظر گرفتن الكتريسيته امكان پذير نخواهد بود.

تا صد سال پيش مواجهه انسان با ميدانهاي مغناطيسي منحصر به منابع طبيعي توليد آن بود. بشر در تمام دوران زندگي خود روي كره زمين در تماس با ميدانهاي مغناطيسي ضعيفي با شدت حدود 30 تا 70 ميكرو تسلا بوده است. به هنگام طوفان هاي خورشيدي به ميزان شدن ميدانهاي مغناطيسي در روي زمين افزوده مي شود. مطالعات اپيدميولوژيكي ارتباط مواجهه افراد با ميدانهاي مغناطيسي را با اثرات سوء فيزيولوژيكي از جمله ناراحتي هاي رواني، اختلال در سيستم قلبي- عروقي در انسان نشان داده است.

ميدانهاي مغناطيسي بسيار بيشتر از مقادير طبيعي در تمامي صنايعي كه به نوعي از الكتريسيته استفاده مي كنند وجود دارد .

تشعشعات الكترومغناطيسي معمولا در خانه ها و ادارات به ميزان كمتر از 1 ميكرو تسلا يافت مي شوند. انتقال نيرو حاصل از امواج مغناطيسي با ولتاژ كمتر400 كيلو ولت حدود 20 ميكرو تسلا است. همچنين ميدانهاي خطوط نيروي كمتر از 20 كيلو ولت در مناطق مسكوني، بطور متوسط2 تا 3 ميكرو تسلا است و فقط در فاصله اي به طول 10 متر قدرت ميدان كمتر از 1 ميكرو تسلا كاهش مي يابد.

آزمايشات انجام گرفته نشان داده اند كه ميدانهاي مغناطيسي ELF آثار زيانباري روي بهداشت و سلامت افراد دارند. مقادير مجاز از سوي كشورهاي بزرگ صنعتي در زمينه مواجهه افراد با اين ميدانها وضع گرديده كه يقينا با توجه به اثرات بهداشتي ميدانهاي مغناطيسي است. ارزيابي ميزان مواجهه حرفه اي در ساختن محيطي ايمن براي افراد شاغل مفيد بوده و آنها را از خطرات احتمالي تماسهاي بيشتر از حد مجاز مصون نگاه خواهد داشت.

مروري بر پژوهشهاي گذشته

در سال 1935  Dulland Dull 4000 مورد اختلالات عصبي و خودكشي  را در يك دوره 5 ساله در شهرهاي كپنهاك و زوريخ ارائه دادند و ارتباط آنها را با 67 طوفان مغناطيسي بيان نمودند.

در مطالعات اپيدميولوژيك ديگر افزايش شيوع تعداد سرطان ها در كارگراني كه در ميدانهاي مغناطيسي خطوط انتقال نيرو با فركانس هاي 50 تا 60 هرتز هستند گزارش شده است.

A.M. Koehler از دانشگاه هاروارد گزارشي  از احساس درد ملايمي در دندانهاي فردي كه در تماس با ميدانهاي مغناطيسي يكنواخت با شدت 20000 گوس براي مدت 15 دقيقه بود را ارائه نمود.

مشخصه هاي فيزيكي ميدانهاي مغناطيسي

ميدان مغناطيسي: در محيط اطراف هر آهن ربا خاصيتي به وجود مي آيد كه به موجب آن به هر عقربه مغناطيسي يا هر آهن رباي ديگر واقع در آن نيرو اعمال مي شود. ميدان مغناطيسي را با نماد B نمايش مي دهند و يكاي ميدان مغناطيسي در SI تسلا مي باشد.

يك تسلا واحد نسبتا بزرگي براي ميدانهاي مغناطيسي است. در تكنولوژي و علوم كاربردي براي ميدان مغناطيسي واحد كوچكتري به كار مي برند كه يك گوس نام دارد و با نماد G نمايش مي دهند.                                                         تسلا      ^4-10   =  يك گوس

بزرگي ميدان مغناطيس زمين در نقاط مختلف زمين يكسان نيست ولي مقدار متوسط آن حدود ^5-10*3 تسلا يا 3/0 گوس است.

ميدانهاي مغناطيسي را بطور كلي مي توان در دودسته بررسي نمود:

-   ميدانهاي مغناطيسي طبيعي به عنوان ميدانهايي كه ناخواسته در مواجهه با آن هستيم.

-    ميدانهاي مغناطيسي مصنوعي يا ساخته بشر كه از منابع متعددي ساطع مي شوند و شدتها و بسامدهاي آنها گستره وسيعي دارند.

بطور كلي ميدانهاي مغناطيسي متناوب (AC)  مربوط به شبكه هاي برق شهري، مخابرات و وسايل خانگي خيلي ضعيف تر از ميدانهاي مغناطيسي مستقيم (DC) هستند.

ميدان الكتريكي: در اطراف يك جسم داراي بار ميدان الكتريكي وجود دارد كه اثر آن به صورت نيرو الكتريكي وارد بر بارهاي موجود در آن ميدان ظاهرمي شود. اين تاثير كه مداوما در اطراف جسم A كه داراي بار الكتريكي است يك ميدان الكتريكي وجود دارد و اگر جسم داراي بار B در ميدان قرار گيرد و بر آن نيرو الكتريكي وارد مي شود. اين تاثير كه در اطراف هر جسم داراي بار وجود دارد را ميدان الكتريكي مي نامند واحد آن V/m مي باشد.

شدت ميدان الكتريكي: نيروي وارد بر يكاي الكتريكي مثبت در هر نقطه از ميدان مي باشد. واحد آن N/C يا M/S مي باشد.

 

اثرات ميدانهاي الكترومغناطيس روي بدن انسان

در مورد اثرات بيولوژيكي ميدانهاي مغناطيسي يكنواخت روي انسان شواهد متعددي در دسترس مي باشد.

گزارش نتايج مطالعات در اتحاديه جماهير شوروي روي شاغلين در تماس با ميدانهاي مغناطيسي دائمي را داده اند:

برادي كاردي – تاكيكاردي – كاهش فشار خون شرياني با علائم تحريك پذيري، خستگي، تغيير در اشتها، سردرد نيز مشاهده شده است تغيير در  الكتر آنسفالوگرام (EEG) مخصوصا تحريكات نوري در كاركنان همراه با خارش، سوزش، كرختي مو، ايجاد نقوش رنگي روي پوست دست گزارش شده است. البته به شدت ميدانهاي مغناطيسي كه سبب ايجاد چنين علائمي شده اند اشاره نشده است.

به دليل اينكه ميدانهاي مغناطيسي مي تواند توسط فعاليت بعضي از اندامها مثل ضربان قلب و مغز ايجاد شود مي توان حدس زد كه كاركنان شاغل در مواجهه با ميدانهاي مغناطيسي يكنواخت با شدت زياد فعاليت الكتريكي مغز و قلبشان تحت تاثير خطوط نيرويي كه در اطراف آنها وجود دارد قرار مي گيرد.

همچنين اثر ميدانهاي مغناطيسي روي رفتار آدمي و دستگاه عصبي (CNS) توسط محققين اثبات شده است.

كساني كه در داخل اعضاي بدن خود قلب مصنوعي دارند يا در بدنشان پلاتين يا اجسام فلزي قرار دارد نبايد در مواجهه با چنين ميدانهايي قرار گيرند البته بدليل طبيعت خاص شغلشان ، اجتناب از مواجهه با ميدان هاي مغناطيسي براي اين افراد امكان ندارد .

وسيله اندازه گيري ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي (LEBOLD DIDACTIC GMBH)

دستگاه الكترومغناطيس سنج از قسمتهاي زير تشكيل شده است:

1- سوئيچ اندازه گيري رنج

2-  سوئيچ Off و On جهت خاموش و روشن كردن دستگاه

3- صفحه اندازه گيري يا نشانگر LCD

4-  سيم پيچ اندازه گيري كننده ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي

5- دكمه فيلتر

6- محل باطري

7- نشانگر هشدار باطري

8-   نشانگر فيلتر

9-   ميزان اندازه گيري شده

10-                      رديف هاي نشانه

11-                      كميت اندازه گيري

12-                       مقدار عدد صفحه نمايش * 1000

با شدت ميدان سنج 667922، مي توان ميدانهاي الكتريكي متناوب را در محدوده 2000- 0 ولت بر متر و ميدانهاي مغناطيسي در محدوده 20000 – 0 نانوتسلا را اندازه گيري كرد. محدوده فركانس 16 تا 100 كيلو هرتز مي باشد. دكمه فيلتر (v) محدود فركانس را به 500 – 16 هرتز تغيير مي دهد و ســبب مي شود اجــــزاء فركانس پايين تشـــخيص داده شود (مثل ولتاژهاي اصلي در 50 هرتز) و اجزايي كه توسط وسايل با فركانس بالاتر توليد مي شوند (مثل مانيتور هاي كامپيوتر). هنگامي كه فيلتر روشن است، علامت (~) در سمت چپ صفحه نمايش ظاهر مي شود.

حدود مجاز تماس با ميدانهاي الكتريكي پايا و با فركانس 30 KHz و كمتر از آن

پرتوگيري شغلي در فركانس صفر هرتز تا 100 هرتز نبايد از شدت ميدان 25 كيلو ولت برمتر بيشتر باشد. در فركانس 100 هرتز تا 4 كيلو هرتز مقدار سقف شدن ميدان از رابطه زير بدست مي‌آيد.

              حد تماس شغلي برحسب (V/M) 

F: فركانس بر حسب هرتز

مقدار سقف حد تماس براي فركانس‌هاي 4 كيلوهرتز تا 30 كيلوهرتز 625 ولت بر متر مي‌باشد. اين مقادير سقف براي فركانس‌هاي صفر تا 30 كيلوهرتز براي بخشي از بدن و نيز براي تمام بدن در نظر گرفته مي‌شود.

حدود مجاز تماس با ميدانهاي مغناطيسي با فركانس 30 KHz و كمتر از آن

پرتوگيري شغلي در گسترة فركانسي 300 هرتز تا 30 كيلو هرتز نبايد از مقدار سقف 0.2 mT تجاوز نمايد.

مقادير سقف براي فركانس‌هاي 300 هرتز تا 30 كيلوهرتز شامل پرتوگيري تمام بدن و همچنين قسمتي از بدن مي‌باشد.

مقدار حد تماس شغلي براي فركانس‌هاي كمتر از 300 هرتز در ناحيه دستها و پاها با ضريب 10 و همچنين بازو و ساق پا با ضريب 5 مي‌تواند افزايش يابد.

 

پرتوگيري شغلي در گسترة فركانسي يك تا 300 هرتز از طريق رابطه زير بدست مي‌آيد.                                                                                                                                    

B: حد تماس شغلي شار مغناطيسي ميلي تسلا.                                         

F: فركانس بر حسب هرتز.

حداكثر چگالي شار مجاز در فركانس 60 هرتز 1 ميلي تسلا مي‌باشد.

حد مجاز تماس با ميدانهاي مغناطيسي پايا

مقادير حد تماس شغلي با شدتهاي شار مغناطيسي پايا به مقاديري اشاره دارد كه به نظر ميرسد چنانچه تقريباً كليه شاغلين به طور مكرر در روزهاي متوالي در مواجهه با آن قرار گيرند اثر سوء بر سلامت آنان عارض نگردد. مقادير تعيين شده بايد به عنوان راهنما جهت كنترل مواجهه با ميدانهاي مغناطيسي پايا استفاده شود نبايد به‌ عنوان مرز مشخصي بين ايمني و خطر تلقي گردد.

جدول 1 : مقادير تماس شغلي مجاز با ميدانهاي مغناطيسي براي تمام بدن و براي دستها و پاها

موقعيت	TWA هشت ساعته	مقدار سقف
تمام بدن	60 mT	2 T
دستها و پاها	600 mT	5 T
افراد حامل وسايل پزشكي الكترونيكي	____	0.5 mT

 

 روش اندازه گيري ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي

براي اندازه گيري ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي حاصل از جريانهاي الكتريسيته لازم است ،جهت صفحه گيرنده دستگاه عمود بر جهت ميدان الكتريكي و مغناطيسي قرار گيرد،در غير اينصورت شدتهاي بدست آمده از ميدانها غير واقعي خواهد بود.

 ابتدا براي اندازه گيري ميدان الكتريكي، سوئيچ اندازه گيري رنج را چرخانده و بر روي حالتي قرار مي دهيم، تا بتوان بوسيله دستگاه ،شدت ميدان الكتريكي را بر حسب V/m بدست آورد.سه حالت بالاي سوئيچ مربوط به شدت ميدانهاي الكتريكي و سه حالت پايين آن مربوط به شدت ميدانهاي مغناطيسي است . ابتدا دستگاه را بر روي كمترين رنج قرار داده و شدت ميدان مورد نظر را اندازه گيري مي كنيم، در صورتي كه  شدت ميدان بالاتر از رنج داده شده به دستگاه باشد ،يك خط عمودي در سمت چپ صفحه نمايشگر دستگاه ظاهر مي شود.در اين حالت لازم است رنج اندازه گيري دستگاه را بالا برد. در رنج پايين ،دستگاه قادر است ميدانهاي الكتريكي را تا شدت 20 ولت بر متر اندازه گيري نمايد.در صورت وجود ميدانهاي الكتريكي با شدت بالاتر از رنجهاي 20-200 و يا 200-2000 استفاده مي كنيم.دستگاه براي نشان دادن شدت ميدانهاي بالاي 99 ولت بر متر ، مضرب عدد 1000 را بر روي صفحه نمايش نشان داده و با علامتي كه در گوشه سمت راست صفحه ظاهر مي شود ،نشان مي دهد كه اين عدد بايستي در عدد 1000 ضرب شود ،لذا براي قرائت شدت ميدان مورد نظر لازم است عدد موجود در صفحه نمايش در عدد 1000 ضرب شود.

 در مورد ميدانهاي مغناطيسي نيز وضعيت به همين صورت است .ابتدا سوئيچ اندازه گيري را چرخانده و در وضعيتي قرار مي دهيم كه شدت ميدانهاي مغناطيسي بر حسب نانو تسلا اندازه گيري شود.رنج پايين دستگاه براي اندازه گيري شدت ميدانهاي مغناطيسي بين 0-200 نانو تسلا خواهد بود.در صورت وجود ميدانهاي مغناطيسي با شدت بالاتر از رنجهاي 200-2000 و 2000-20000 نانو تسلا استفاده مي شود . اين دستگاه قادر است ميدانهاي مغناطيسي تا شدت 20000 نانو تسلا را نشان دهد ، اما در صورت وجود ميدان مغناطيسي با شدت بالاتر، تنها يك خط عمودي در گوشه سمت چپ صفحه نمايش ظاهر مي شود.

 در هر ايستگاه شدت ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي در دو نقطه ، اندازه گيري مي شود.

1) بر روي سينه كارگر ويا اپراتوري كه در تماس با دستگاه است

2)   اندامهاي انتهايي كارگر (پاها)

در صورتي كه شدت ميدانهاي موجود بالاتر از رنج اندازه گيري دستگاه باشد ،اندازه گيريها در فواصل 1 و 2 متري  از منبع بر روي دواير متحد المركز انجام مي شود و گستره شدت ميدانها در اطراف منبع مشخص مي شود.

راههاي كنترل ميدانهاي الكترومغناطيس در محيط كار

 چگالي شار مغناطيسي با افزايش فاصله از منبع ايجاد جريان مغناطيسي سريعاً كاهش مي يابد. پس مهمترين اصل در كنترل مواجهه با ميدانهاي الكترومغناطيس اصل فاصله مي باشد و كارگران در حالت نشسته با ميانگين هاي چگالي شار مغناطيسي بالاتري در مقايسه با حالت ايستاده قرار دارند.  براي اينكه جوشكاران از ميدانهاي الكترومغناطيس كمتر متأثر شوند بايد از آن ميدان فاصله بگيرند. به همين خاطر نيز ترانس ها از جوشكاران بايد با فاصله قرار گيرند .

 اگر ترانس نزديك كارگر باشد و كارگر بطور مستمر در كنار آن كار مي كند بهتر است با تدابيری فاصله بين منبع و فرد افزايش يابد .

 در مورد نقطه جوش پرتابل ، امكان فاصله گرفتن از دستگاه وجود ندارد ، تنها مي توان با كاهش ميزان تماس ، از اثرات مخرب اين ميدانها بر روي بدن كارگران جلوگيري كرد . در مورد اين دستگاهها بايد به اين نكته توجه كرد كه به هيچ وجه كارگراني كه از وسايل تظيم كننده ضربان قلب استفاده مي كنند ،نبايستي در نزديكي آنها قرار بگيرند.