Безопасность жизнедеятельности

 

В современной формулировке электромагнитное поле представлено тензором электромагнитного поля, компонентами которого являются три компонента напряжённости  электрического поля и три компонента напряжённости магнитного поля (или — магнитной индукции)[~ 1], а также четырёхмерным электромагнитным потенциалом — в определённом отношении ещё более важным.

 

Действие электромагнитного  поля на заряженные тела описывается  в классическом приближении посредством  силы Лоренца.

 

Квантовые свойства электромагнитного  поля и его взаимодействия с заряженными  частицами (а также квантовые  поправки к классическому приближению) — предмет квантовой электродинамики, хотя часть квантовых свойств  электромагнитного поля более или менее удовлетворительно описывается упрощённой квантовой теорией, исторически возникшей заметно раньше.

 

Возмущение электромагнитного  поля, распространяющееся в пространстве, называется электромагнитной волной (электромагнитными  волнами)[~ 2]. Любая электромагнитная волна распространяется в пустом пространстве (вакууме) с одинаковой скоростью — скоростью света (свет также является электромагнитной волной). В зависимости от длины волны электромагнитное излучение подразделяется на радиоизлучение, свет (в том числе инфракрасный и ультрафиолет), рентгеновское излучение и гамма-излучение.

 

Классификация

Электромагнитное поле с современной точки зрения есть безмассовое абелево векторное калибровочное поле. Его калибровочная группа — группа U(1).

 

Среди известных (не гипотетических) фундаментальных полей электромагнитное поле — единственное, относящееся к указанному типу. Все другие поля такого же типа (которые можно рассматривать, по крайней мере, чисто теоретически) — (были бы) полностью эквивалентны электромагнитному полю, за исключением, быть может, констант.

 

Физические свойства

 

Физические свойства электромагнитного поля и электромагнитного  взаимодействия - предмет изучения электродинамики, с классической точки  зрения оно описывается классической электродинамикой, а с квантовой - квантовой электродинамикой. В принципе, первая является приближением второй, заметно более простым, но для многих задач - очень и очень хорошим.

 

В рамках квантовой электродинамики  электромагнитное излучение можно  рассматривать как поток фотонов. Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, которую можно представить как элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля) — безмассовый векторный бозон. Фотон также называют квантом электромагнитного поля (подразумевая, что соседние по энергии стационарные состояния свободного электромагнитного поля с определенной частотой и волновым вектором различаются на один фотон).

 

Электромагнитное взаимодействие — это один из основных видов  дальнодействующих фундаментальных взаимодействий, а электромагнитное поле — одно из фундаментальных полей.

 

Существует теория (входящая в Стандартную модель), объединяющая электромагнитное и слабое взаимодействие в одно — электрослабое. Также  существуют теории, объединяющие электромагнитное и гравитационное взаимодействие (например, теория Калуцы-Клейна). Однако последняя, при её теоретических достоинствах и красоте, не является общепринятой (в смысле её предпочтительности), так как экспериментально не обнаружено ее отличий от простого сочетания обычных теорий электромагнетизма и гравитации, как и теоретических преимуществ в степени, заставившей бы признать её особенную ценность. Это же (в лучшем случае) можно сказать пока и о других подобных теориях: даже лучшие из них по меньшей мере недостаточно разработаны, чтобы считаться вполне успешными.

 

Безопасность электромагнитных полей

Электромагнитное излучение  при определённых уровнях может  оказывать отрицательное воздействие  на организм человека, животных и других живых существ, а также неблагоприятно влиять на работу электрических приборов. Различные виды неионизирующих излучений (электромагнитных полей, ЭМП) оказывают разное физиологическое воздействие. На практике различают воздействие магнитного поля (постоянного и квазипостоянного, импульсного), ВЧ- и СВЧ-излучений, лазерного излучения, электрического и магнитного поля промышленной частоты от высоковольтного оборудования, СВЧ-излучения и др..

 

В связи со всё большим  распространением источников ЭМП в  быту (СВЧ — микроволновые печи, мобильные телефоны, теле-радиовещание) и на производстве (оборудование ТВЧ, радиосвязь), большое значение приобретает нормирование уровней ЭМП.

 

Нормирование уровней ЭМП проводится раздельно для рабочих мест и  санитарно-селитебной зоны.

[править]

Влияние ЭМП на живые существа и санитарно-гигиеническое нормирование

 

Существуют национальные и международные  гигиенические нормативы уровней  ЭМП, в зависимости от диапазона, для селитебной зоны и на рабочих  местах.

[править]

Оптический диапазон

 

Существуют гигиенические нормы освещённости; также разработаны нормативы безопасности при работе с лазерным излучением.

[править]

Радиоволны

 

Допустимые уровни электромагнитного  излучения (плотность потока электромагнитной энергии) отражаются в нормативах, которые  устанавливают государственные  компетентные органы, в зависимости  от диапазона ЭМП. Эти нормы могут  быть существенно различны в разных странах.

 

Параллельное развитие гигиенической науки в СССР и  западных странах привело к формированию разных подходов к оценке действия ЭМИ. Для части стран постсоветского пространства сохраняется преимущественно  нормирование в единицах плотности  потока энергии (ППЭ), а для США и стран ЕС типичным является оценка удельной мощности поглощения (SAR). Нахождение в зоне с повышенными уровнями ЭМП в течение определённого времени приводит к ряду неблагоприятных последствий: наблюдается усталость, тошнота, головная боль. При значительных превышениях нормативов возможны повреждение сердца, мозга, центральной нервной системы. Излучение может влиять на психику человека, появляется раздражительность, человеку трудно себя контролировать. Возможно развитие трудно поддающихся лечению заболеваний, вплоть до раковых. В частности, корреляционный анализ показал прямую средней силы корреляцию заболеваемости злокачественными заболеваниями головного мозга с максимальной нагрузкой от ЭМИ даже от использования такого маломощного источника, как мобильные радиотелефоны. [1]. Эти данные не должны быть причиной для радиофобии, однако очевидна необходимость в существенном углублении сведений о действии ЭМИ на живые организмы.

 

В России действуют СанПиН 2.2.4.1191—03 Электромагнитные поля в производственных условиях, на рабочих местах. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы, а также гигиенические нормативы ГДР(ПДУ) 5803-91 (ДНАОП 0.03-3.22-91) Предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электромагнитных полей (ЭМП) диапазона частот 10 — 60 кГц Промышленное электроснабжение 50 Гц [2][3]

 

Выделяют, в частности: • временные допустимые уровни (ВДУ) ослабления геомагнитного поля (ГМП); • ПДУ электростатического поля (ЭСП); • ПДУ постоянного магнитного поля (ПМП); • ПДУ электрического и магнитного полей промышленной частоты 50 Гц (ЭП и МП ПЧ); • ПДУ электромагнитных полей в диапазоне частот > 10 кГц −30 кГц; • ПДУ электромагнитных полей в диапазоне частот s 30 кГц −300 ГГц.

ДВ — километровые волны, частоты от 30 кГц до 300 кГц, способны огибать препятствия за счёт дифракции

СВ — средние волны, частоты от 300 кГц до 3 МГц

КВ — короткие волны, частоты от 3 МГц до 30 Мгц, способны отражаться от ионосферы

УКВ — ультракороткие метровые волны, частоты от 30 МГц  до 300 МГц

УВЧ — ультравысокочастотные дециметровые волны, частоты от 300 МГц до 3 ГГц, проникают сквозь ткани организма

СВЧ — сверхвысокочастотные сантиметровые и миллиметровые  волны, частоты от 3 ГГц до 30 ГГц

КВЧ — крайне высокочастотное  излучение — миллиметровые волны, частоты от 30 ГГц, до 300 ГГц, способны проникать сквозь стены

 

Мобильные телефоны и  базовые станции

 

Допустимые уровни излучения  базовых станций мобильной связи (900 и 1800 МГц, суммарный уровень от всех источников) в санитарно-селитебной зоне в некоторых странах заметно различаются:

Украина: 2,5 мкВт/см². (самая  жесткая санитарная норма в Европе)

Россия, Венгрия: 10 мкВт/см².

Москва: 2,0 мкВт/см². (до конца 2009 года существовали такие нормы)

США, Скандинавские страны: 100 мкВт/см².

 

Временно допустимый уровень (ВДУ) от мобильных радиотелефонов (МРТ) для пользователей радиотелефонов в РФ определён 100 мкВт/см² (Гигиенические нормативы ГН 2.1.8./2.2.4.019 - 94 "Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой радиосвязи").

 

«Современные представления  о биологическом действии ЭМИ  от (МРТ) не позволяют прогнозировать все неблагоприятные последствия, многие аспекты проблемы не освещены в современной литературе и требуют  дополнительных исследований. В связи  с этим, согласно рекомендациям ВОЗ, целесообразно придерживаться предупредительной политики, то есть максимально уменьшить время использования сотовой связи».[4][1] Вклад устройств мобильной связи в общую электромагнитную нагрузку населения оценивается в России общим значением 70 %.

 

Ионизирующие излучения

 

Допустимые нормативы  регулируются нормами радиационной безопасности — НРБ-99.

Рентгеновское излучение  — частоты 3 * 1016 Гц до 3 * 1030 Гц. Доказано, что при превышении допустимых норм облучения излучение губительно действует на живые клетки[источник не указан 286 дней].

[править]

Контроль за электромагнитной безопасностью

 

Контроль за уровнями ЭМП возложен на органы санитарного  надзора и инспекцию электросвязи, а на предприятиях — на службу охраны труда.

 

Защита от действия ЭМП

 

Экранирование (активное и пассивное; источника электромагнитного  излучения или же объекта защиты; комплексное экранирование).

Удаление источников из ближней зоны; из рабочей зоны.

Конструктивное совершенствование  оборудования с целью снижения используемых уровней ЭМП, общей потребляемой и излучаемой мощности оборудования.

Ограничение времени  пребывания операторов или населения  в зоне действия ЭМП.

Электромагнитные поля и их влияние на человека

 

Биологическое действие электромагнитных полей 

 

Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см2) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены.

 

Параметры ЭМП, влияющие на биологическую реакцию

 Варианты воздействия  ЭМП на биоэкосистемы, включая  человека, разнообразны: непрерывное  и прерывистое, общее и местное,  комбинированное от нескольких  источников и сочетанное с  другими неблагоприятными факторами  среды и т.д.

 

На биологическую реакцию  влияют следующие параметры ЭМП:

 

 • интенсивность  ЭМП (величина);

 • частота излучения; 

 • продолжительность  облучения; 

 • модуляция сигнала; 

 • сочетание частот  ЭМП; 

 • периодичность  действия.

 

Сочетание вышеперечисленных параметров может давать существенно различающиеся последствия для реакции облучаемого биологического объекта.

 

Последствия действия ЭМП  для здоровья человека

 

В подавляющем большинстве  случаев облучение происходит полями относительно низких уровней, ниже перечисленные последствия относятся к таким случаям.

 

Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Эти системы организма являются критическими. Реакции этих систем должны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население.

 

Биологический эффект ЭМП  в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания.

 

Особо опасны ЭМП могут  быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной  нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.

 

Влияние на нервную систему.

 

Большое число исследований, выполненных в России, и сделанные  монографические обобщения, дают основание  отнести нервную систему к  одной из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию ЭМП. На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, имеющих контакт с ЭМП. Эти лица могут иметь склонность к развитию стрессорных реакций. Определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность к ЭМП. Изменения проницаемости гемато-энцефалического барьера может привести к неожиданным неблагоприятным эффектам. Особую высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.