Неионизирующие электромагнитные поля и излучения
5.8.1. Электромагнитные поля и излучения
Электромагнитное взаимодействие характерно для заряженных частиц. Переносчиком энергии между такими частицами являются фотоны электромагнитного поля или излучения. Длина электромагнитной волны
λ (м) в воздухе связана с ее частотой f (Гц) соотношением λf = с, где с ‒ скорость света, м/с.
Электромагнитные поля и излучения разделяют на неионизирующие (в том числе лазерное изучение) и ионизирующие. Неионизирующие электромагнитные поля (ЭМП) имеют спектр колебаний с частотой до 1017 Гц, а ионизирующие ‒ от 1017 до 1021 Гц [17].
Неионизирующие электромагнитные поля естественного происхождения являются постоянно действующим фактором. Источниками этих полей являются атмосферное электричество, радиоизлучения солнца и галактик, электрические и магнитные поля Земли. В условиях техносферы действуют также неионизирующие техногенные источники электрических и магнитных полей и излучений. Классификация неионизирующих техногенных излучений приведена в табл. 8.
Основными источниками ЭМП радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и участки (в зонах, примыкающих к предприятиям). ЭМП промышленной частоты чаще всего связаны с высоковольтными линиями (ВЛ) электропередач, источниками магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятиях.
Ширина зоны с повышенными уровнями ЭМП, источниками которых могут быть РТО и РЛС, имеет размеры до 100‒150 м. При этом внутри зданий, расположенных в этих зонах, плотность потока энергии, как правило, превышает допустимые значения.
Таблица 8
Классификация неионизирующих техногенных излучений
| Название ЭМП | Диапазон частот | Диапазон длин волн | |||
| Статические | Электрическое поле Магнитное поле | ЭСП ПМП | - - | ||
| Электромагнитное промышленной частоты | ЭМП | 50 Гц | - | ||
| Радиочастотные | Крайне низкие Сверхнизкие Инфранизкие Очень низкие Низкие Средние Высокие Очень высокие Ультравысокие Сверхвысокие Крайне высокие Гипервысокие | КНЧ СНЧ ИНЧ ОНЧ НЧ СЧ ВЧ ОВЧ УВЧ СВЧ КВЧ ГВЧ | 3‒30 Гц 30‒300 Гц 0,3‒3 кГц 3‒30 кГц 30‒300 кГц 0,3‒3 МГц 3‒30 МГц 30‒300 МГц 0,3‒3 ГГц 3‒30 ГГц 30‒300 ГГц 0,3‒3 ТГц | 100‒10 Мм 10‒1 Мм 1000‒100 км 100‒10 км 10‒1 км 1‒0,1 км 100‒10 м 10‒1 м 1‒0,1 м 10‒1 см 10‒1 мм 1‒0,1 мм | |
| Оптические | Инфракрасные Видимые Ультрафиолетовые | 3·1012‒ 3,75·1014 Гц 3·1014‒ 7,5·1014Гц 7,5·1014‒ 3·1017 Гц | - - - | ||
Применение техногенных ЭМП и ЭМИ различных частот показано в табл. 9. Значительную опасность представляют магнитные поля, возникающие в зонах, прилегающих к электрифицированным железным дорогам. Магнитные поля высокой интенсивности обнаруживаются даже в зданиях, расположенных в непосредственной близости от этих зон.
Таблица 9
Применение ЭМП и излучений
| Частота ЭМП и ЭМИ | Технологический процесс, установка, отрасль |
| 50‒300 Гц | Электроприборы, в том числе бытового назначения, высоковольтные линии электропередачи, трансформаторные подстанции, радиосвязь, научные исследования, специальная связь |
| 0,3‒3 КГц | Радиосвязь, электропечи, физиотерапия |
| 3‒30 кГц | Сверхдлинноволновая радиосвязь, индукционный нагрев металла, УЗ- установки |
| 30‒300 кГц | Радионавигация, связь с морскими и воздушными судами, индукционный нагрев металла, ВДТ, УЗ-установки |
| 0,3‒3 МГц | Радиосвязь и радиовещание, радионавигация, медицина |
| 3‒30 МГц | Радиосвязь и радиовещание, диэлектрический нагрев, медицина, нагрев плазмы |
| 30‒300 МГц | Радиосвязь, телевидение, медицина, нагрев плазмы |
| 0,3‒3 ГГц | Радиолокация, радионавигация, телевидение, микроволновые печи, физиотерапия |
| 3‒30 ГГц | Радиолокация и спутниковая связь, метеолокация, нагрев и диагностика плазмы, радиоскопия |
| 30‒300 ГГц | Радары, спутниковая связь, радиометеорология, медицина |
В быту источниками ЭМП и излучений является телевизоры, дисплеи, печи СВЧ и другие устройства, работающие в широком диапазоне частот. Электростатические поля (ЭСП) в условиях пониженной влажности (менее 70%) создают паласы, накидки, занавески. Микроволновые печи в промышленном исполнении не представляют опасности, однако неисправность их защитных экранов может существенно повысить утечки ЭМИ. Экраны телевизоров и дисплеев как источники ЭМИ в быту не опасны даже при длительном воздействии на человека, если расстояние до экрана превышает
30 см.
Воздействие ЭМП на человека зависит от напряженности электрического и магнитного полей, частоты колебаний, режима облучения, размера облучаемой поверхности тела и индивидуальных особенностей организма. Установлено также, что относительная биологическая активность импульсных излучений выше непрерывных. Опасность воздействия усугубляется тем, что оно не обнаруживается органами чувств человека.
Воздействие ЭСП на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако в последствии рефлекторной реакции на электрический ток возможны механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падение с высоты. Люди, работающие в зоне воздействия ЭСП, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна и др.
Воздействие МП могут быть постоянным от искусственных магнитных материалов и импульсным. Действие МП может быть непрерывным и прерывистым. При постоянной работе в условиях хронического воздействия МП, превышающих ПДУ, наблюдается нарушение функций центральной нервной системы, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, а также изменения в крови. Длительное действие таких МП приводит к расстройствам, которые выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной областях, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца.
При постоянном воздействии ЭМП промышленной частоты наблюдается нарушения ритма и замедления частоты сердечных сокращений. У работающих в зоне ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения ЦНС и сердечно-сосудистой системы, а также изменения в составе крови.
Для длительного действия ЭМП различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств ЦНС с нерезко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появиться головные боли, повышение или понижение давления, снижение частоты пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно- психические расстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анализаторов. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии ЭМП происходит стойкое снижение работоспособности. В пределах радиоволнового диапазона доказана наибольшая биологическая активность микроволнового (СВЧ) поля.
5.8.2. Электромагнитные загрязнения (поля)
Электромагнитным загрязнением называют повышенные уровни электромагнитных полей с излучением в диапазоне частот от 0 Гц до 300 ГГц.
По имеющимся сведениям, в России воздействию ЭМИ, в той или иной степени, подвергаются около 30% работающих, которые по своей профессиональной деятельности связаны с производством и использованием электромагнитной энергии. Кроме того, приблизительно 70% от общего числа населения России облучается вне производственной сферы. В эту границу входят люди, проживающие вблизи воздушных линий электропередач, а также в домах с электрическими плитами, пользователями ПЭВМ, сотовых радиотелефонов [17].
Основными источниками ЭМП являются: воздушные ЛЭП, домашняя электросеть и бытовые электроприборы; контактные сети электротранспорта и собственно электротранспорт; поверхности с электростатическим зарядом; радиопередающие устройства и средства персональной радиосвязи; ПК с электроннолучевыми трубками и типа Notebook; микроволновые (СВЧ) печи.
Электромагнитное облучение населения в городских условиях имеет особенности. К ним относятся:
· одновременный двойственный характер облучения (электромагнитный фон от множества статистических источников суммируется с ЭМП от сосредоточенных источников);
· высокая концентрация источников ЭМП и населения на единицу площади, что затрудняет медико-экологическую оценку данного явления;
· долговременное воздействие ЭМП;
· воздействие на широкие слои населения, включая детей, стариков и больных, в том числе имеющих предрасположенность к развитию злокачественных опухолей.
Воздействие ЭМП на организм человека ‒ явление, во многом не изученное. Для многих параметров не разработаны отечественные нормативы допустимости воздействия ЭМП на человека. Тем не менее, разработаны и действуют ПДУ для населения в отношении ЭСП в жилых и нежилых помещениях (15 кВ/м); для телевизоров, осциллографов, эксплуатируемых в бытовых условиях (15 кВ/м); ЛЭП напряжением 300 кВ и выше (внутри жилых зданий ‒ 500 В/м; на территории зоны жилой застройки ‒ 1кВ/м).
Эффекты влияния ЭМП на население. Уровни ЭМП для основной части населения, подвергающегося облучению, как правило, не приводят к таким патологическим явлениям как возникновение катаракты, вестибулопатии, перегреву по типу теплового удара. Для населения наиболее характерными являются так называемые «нетепловые» эффекты воздействия ЭМП, которые труднее поддаются оценке и лечению.
Установлено, что наиболее чувствительной к слабоинтенсивным ЭМП является нервная система, особенно ее высшие отделы. Было показано, что под влиянием слабых ЭМП у новорожденных организмов страдает память, меняется ритмика биотоков мозга с преобладанием тета-ритма, а также изменяются поведенческие реакции и страдает условно-рефлекторная деятельность.
5.8.3. Воздействие сотовой связи на организм человека
Разговоры о вреде мобильных телефонов ведутся с момента их появления. Пользователи, как потенциальные, так и реальные, беспокоятся о возможном негативном воздействии мобильных телефонов; изготовители стараются, чтобы вред от мобильных телефонов был минимальным. Удобства, которые обеспечивают мобильные телефоны, бесспорны. Нужно разобраться, насколько вреден мобильный телефон, и постараться свести этот вред к минимуму.
Многочисленные исследования воздействия сотовой связи на человека, проведенные учеными разных стран, привели к неоднозначным, иногда противоречащим друг другу результатам. Неоспоримым остается лишь тот факт, что организм человека «откликается» на наличие излучения сотового телефона [21].
Исследования показали, что организм человека осуществляет свою деятельность с использованием внутри- и внеклеточной электромагнитной информации. При работе мобильного телефона (МТ) его частоты могут влиять на сигналы клеток и искажать их. В результате происходит нарушение функций клеток, снижается их численность в тканях и органах, ухудшается «понимание» друг друга. А без этого невозможно функционирование организма как единого целого. Интенсивности электронных внутри- и межклеточных сигналов весьма малы, а частоты, наоборот, велики. Интенсивности сигналов мобильного телефона, особенно когда разговоры по нему не ведутся, также очень малы, а частоты велики (до 1,8 ГГц). При наложении двух сигналов близкой частоты возможны резонансные явления, усиливающие воздействие на клетки, а значит, и на весь орган.
Наиболее чувствительные системы организма человека: мозг, имунная, центральная нервная, половая и эндокринная (см. раздел 5.8.1). Эти системы организма являются критическими. Если одна из систем отказывает ‒ человек становится неполноценным либо нежизнеспособным.
Воздействие на мозг человека. Телефон находится в непосредственной близости от пользователя, рядом с его головой, и тот факт, что передатчик обладает небольшой мощностью, компенсируется этой близостью.
Экспериментальные данные свидетельствуют о достоверных изменениях в биоэлектрической активности мозга человека в сериях с радиотелефонами стандартов NMT-450 и GSM-900. У большинства испытателей усиливался альфа-ритм биоэлектрической активности мозга. Особенно сильно эти изменения проявлялись непосредственно после выключения поля. Другие показатели (частота пульса, дыхания, тремор, артериальное давление) не реагировали на акт облучения ЭМП радиотелефона. Значимых последствий для организма человека однократное 30-минутное облучение ЭМП мобильного телефона не обнаружено [21].
Однако российские ученые экспериментально доказали, что ЭМП поражают имунную систему человека, а из-за этого болезни возникают в наиболее слабых звеньях организма. Поэтому необязательно возникновение именно рака мозга при частом пользовании сотовым телефоном. Если у человека уже имеется язва желудка (или что-то иное) ‒ обострение этого заболевания почти гарантировано.
Следует иметь в виду, что любая защита от сложноструктурированного ЭМП мобильного телефона представляется малоэффективной. К тому же даже не являющийся абонентом мобильной сети человек испытывает на себе воздействие практически тех же полей, что и абонент ‒ проявляется известный эффект «пассивного курильщика». Все чаще любой человек оказывается в окружении людей, говорящих по мобильной связи, особенно на транспорте, в ограниченных по размерам помещениях.
Торгующими организациями предлагаются различные защитные устройства: приборы серии «ГАММА-7», «VITA», «РОТАН-700», Wave Guard и др.
Все изготовители обещают практически полную нейтрализацию воздействия сигналов мобильного телефона на абонента. Однако нигде не приводится убедительных доказательств в подтверждение своих обещаний.
Пользователю сотового телефона необходимо иметь в виду следующее:
- сертификаты и энергетические показатели прямого отношения к гарантии безопасности здоровья не имеют, поскольку безопасных сотовых телефонов не бывает;
- сертификация и гигиеническая оценка продукции производится метрологическими приборами согласно нормативным документам, которые не учитывают целый ряд опасных для человека факторов и, соответственно, никакого прямого отношения к здоровью человека не имеют.
Основными защитными мерами могут быть следующие: уменьшение количества базовых и ретрансляционных станций на единицу площади; уменьшение единичной мощности станций; обеспечение необходимым расстоянием от станций до мест пребывания человека; повышение чувствительности аппаратуры и др.