Электромагнитное поле и влияние его на организм человека

Основной принцип обеспечение  безопасности - соблюдение установленных  Санитарными нормами и правилами  предельно допустимых уровней электромагнитного  поля. Каждый радиопередающий объект имеет Санитарный паспорт, в котором  определены границы санитарно-защитной зоны. Только при наличии этого  документа территориальные органы Госсанэпиднадзора разрешают эксплуатировать  радиопередающие объекты. Периодически они производят контроль электромагнитной обстановки на предмет её соответствия установленным ПДУ.

2.6 Спутниковая связь

 

Системы спутниковой связи  состоят из приемопередающей станции  на Земле и спутника, находящегося на орбите. Диаграмма направленности антенны станций спутниковой  связи имеет ярко выраженной узконаправленный основной луч - главный лепесток. Плотность  потока энергии (ППЭ) в главном лепестке диаграммы направленности может  достигать нескольких сотен Вт/м2 вблизи антенны, создавая также значительные уровни поля на большом удалении. Например, станция мощностью 225 кВт, работающая на частоте 2,38 ГГц, создает на расстоянии 100 км ППЭ равное 2,8 Вт/м2. Однако рассеяние энергии от основного луча очень небольшое и происходит больше всего в районе размещения антенны.

2.7 Сотовая связь

 

Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболее интенсивно развивающихся телекоммуникационных систем. В настоящее время во всем мире насчитывается более 85 миллионов  абонентов, пользующихся услугами этого  вида подвижной (мобильной) связи (в  России – более 600 тысяч). Предполагается, что к 2001 году их число увеличится до 200–210 миллионов (в России – около 1 миллиона).

 

Основными элементами системы  сотовой связи являются базовые  станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ). Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами, вследствие чего БС и МРТ являются источниками электромагнитного  излучения в УВЧ диапазоне. Важной особенностью системы сотовой радиосвязи является весьма эффективное использование  выделяемого для работы системы  радиочастотного спектра (многократное использование одних и тех  же частот, применение различных методов  доступа), что делает возможным обеспечение  телефонной связью значительного числа  абонентов. В работе системы применяется  принцип деления некоторой территории на зоны, или "соты", радиусом обычно 0,5–10 километров.

 

Базовые станции

Базовые станции поддерживают связь с находящимися в их зоне действия мобильными радиотелефонами  и работают в режиме приема и передачи сигнала. В зависимости от стандарта, БС излучают электромагнитную энергию  в диапазоне частот от 463 до 1880 МГц. Антенны БС устанавливаются на высоте 15–100 метров от поверхности земли  на уже существующих постройках (общественных, служебных, производственных и жилых  зданиях, дымовых трубах промышленных предприятий и т. д.) или на специально сооруженных мачтах. Среди установленных  в одном месте антенн БС имеются  как передающие (или приемопередающие), так и приемные антенны, которые  не являются источниками ЭМП.

Исходя из технологических  требований построения системы сотовой  связи, диаграмма направленности антенн в вертикальной плоскости рассчитана таким образом, что основная энергия  излучения (более 90 %) сосредоточена  в довольно узком "луче". Он всегда направлен в сторону от сооружений, на которых находятся антенны  БС, и выше прилегающих построек, что является необходимым условием для нормального функционирования системы.

Краткие технические характеристики стандартов системы сотовой радиосвязи, действующих в России

Наименование стандарта Диапазон рабочих частот БС Диапазон рабочих частот МРТ Макси-мальная излучаемая мощность БС Макси-мальная излучаемая мощность МРТ Радиус "соты"

NMT-450 Аналоговый 463 – 467,5 МГц 453 – 457,5 МГц 100 Вт 1 Вт 1 – 40 км

AMPSАналоговый 869 – 894 МГц 824 – 849 МГц 100 Вт 0,6 Вт 2 – 20 км

D-AMPS (IS-136)Цифровой 869 – 894 МГц 824 – 849 МГц 50 Вт 0,2 Вт 0,5 – 20 км

CDMAЦифровой 869 – 894 МГц 824 – 849 МГц 100 Вт 0,6 Вт 2 – 40 км

GSM-900Цифровой 925 – 965 МГц 890 – 915 МГц 40 Вт 0,25 Вт 0,5 – 35 км

GSM-1800 (DCS)Цифровой 1805 – 1880 МГц 1710 – 1785 МГц 20 Вт 0,125 Вт 0,5 – 35 км

БС являются видом передающих радиотехнических объектов, мощность излучения которых (загрузка) не является постоянной 24 часа в сутки. Загрузка определяется наличием владельцев сотовых  телефонов в зоне обслуживания конкретной базовой станции и их желанием воспользоваться телефоном для  разговора, что, в свою очередь, коренным образом зависит от времени суток, места расположения БС, дня недели и др. В ночные часы загрузка БС практически  равна нулю, т. е. станции в основном "молчат".

Исследования электромагнитной обстановки на территории, прилегающей  к БС, были проведены специалистами  разных стран, в том числе Швеции, Венгрии и России. По результатам измерений, проведенных в Москве и Московской области, можно констатировать, что в 100% случаев электромагнитная обстановка в помещениях зданий, на которых установлены антенны БС, не отличалась от фоновой, характерной для данного района в данном диапазоне частот. На прилегающей территории в 91% случаев зафиксированные уровни электромагнитного поля были в 50 раз меньше ПДУ, установленного для БС. Максимальное значение при измерениях, меньшее ПДУ в 10 раз, было зафиксировано вблизи здания на котором установлено сразу три базовые станции разных стандартов.

Имеющиеся научные данные и существующая система санитарно–гигиенического контроля при введения в эксплуатацию базовых станций сотовой связи позволяют отнести базовые станции сотовой связи к наиболее экологически и санитарно–гигиенически безопасным системам связи.

Мобильные радиотелефоны

Мобильный радиотелефон (МРТ) представляет собой малогабаритный приемопередатчик. В зависимости  от стандарта телефона, передача ведется  в диапазоне частот 453 – 1785 МГц. Мощность излучения МРТ является величиной  переменной, в значительной степени зависящей от состояния канала связи "мобильный радиотелефон – базовая станция", т. е. чем выше уровень сигнала БС в месте приема, тем меньше мощность излучения МРТ. Максимальная мощность находится в границах 0,125–1 Вт, однако в реальной обстановке она обычно не превышает 0,05 – 0,2 Вт. Вопрос о воздействии излучения МРТ на организм пользователя до сих пор остается открытым. Многочисленные исследования, проведенные учеными разных стран, включая Россию, на биологических объектах (в том числе, на добровольцах), привели к неоднозначным, иногда противоречащим друг другу, результатам. Неоспоримым остается лишь тот факт, что организм человека "откликается" на наличие излучения сотового телефона. Поэтому владельцам МРТ рекомендуется соблюдать некоторые меры предосторожности:

не пользуйтесь сотовым  телефоном без необходимости;

разговаривайте непрерывно не боле 3 – 4 минут;

не допускайте, чтобы МРТ  пользовались дети;

при покупке выбирайте  сотовый телефон с меньшей  максимальной мощностью излучения;

в автомобиле используйте  МРТ совместно с системой громкоговорящей  связи "hands-free" с внешней антенной, которую лучше всего располагать в геометрическом центре крыши.

Для людей, окружающих человека, разговаривающего по мобильному радиотелефону, электромагнитное поле, создаваемое МРТ не представляет никакой опасности.

Исследования возможного влияния биологического действия электромагнитного поля элементов систем сотовой связи вызывают большой интерес у общественности. Публикации в средствах массовой информации достаточно точно отражают современные тенденции в этих исследованиях. Мобильные телефоны GSM: швейцарские тесты показали, что излучение, поглощенное головой человека, находится в допустимых европейскими стандартами пределах. Специалисты Центра электромагнитной безопасности провели медико-биологические эксперименты по исследованию влияния на физиологическое и гормональное состояние человека электромагнитного излучения мобильных телефонов существующих и перспективных стандартов сотовой связи.

При работе мобильного телефона электромагнитное излучение воспринимается не только приемником базовой станции, но и телом пользователя, и в  первую очередь его головой. Что  при этом происходит в организме  человека, насколько это воздействие  опасно для здоровья? Однозначного ответа на этот вопрос до сих пор  не существует. Однако эксперимент  российских ученых показал, что мозг человека не только ощущает излучение  сотового телефона, но и различает  стандарты сотовой связи.

Руководитель исследовательского проекта доктор медицинских наук Юрий Григорьев считает, что сотовые  телефоны стандартов NМТ-450 и GSМ-900 вызывали достоверные и заслуживающие  внимания изменения в биоэлектрической активности головного мозга. Однако клинически значимых последствий для  организма человека однократное 30-минутное облучение электромагнитным полем  мобильного телефона не оказывает. Отсутствие достоверных измерений в электроэнцефалограмме  в случае использования телефона стандарта GSМ-1800 может характеризовать  его как наиболее “щадящий” для  пользователя из трех использованных в эксперименте систем связи.

2.8 Радары

 

Радиолокационные станции  оснащены, как правило, антеннами  зеркального типа и имеют узконаправленную диаграмму излучения в виде луча, направленного вдоль оптической оси.

Радиолокационные системы  работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные системы могут  работать на частотах до 100 ГГц. Создаваемый ими ЭМ-сигнал принципиально отличается от излучения иных источников. Связано это с тем, что периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости облучения. Временная прерывистость облучения обусловлена цикличностью работы радиолокатора на излучение. Время наработки в различных режимах работы радиотехнических средств может исчисляться от нескольких часов до суток. Так у метеорологических радиолокаторов с временной прерывистостью 30 мин - излучение, 30 мин - пауза суммарная наработка не превышает 12 ч, в то время как радиолокационные станции аэропортов в большинстве случаев работают круглосуточно. Ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости обычно составляет несколько градусов, а длительность облучения за период обзора составляет десятки миллисекунд.

Радары метрологические  могут создавать на удалении 1 км ППЭ ~ 100 Вт/м2 за каждый цикл облучения. Радиолокационные станции аэропортов создают ППЭ ~ 0,5 Вт/м2 на расстоянии 60 м. Морское радиолокационное оборудование устанавливается на всех кораблях, обычно оно имеет мощность передатчика на порядок меньшую, чем у аэродромных радаров, поэтому в обычном режиме сканирование ППЭ, создаваемое на расстоянии нескольких метров, не превышает 10 Вт/м2.

Возрастание мощности радиолокаторов различного назначения и использование  остронаправленных антенн кругового  обзора приводит к значительному  увеличению интенсивности ЭМИ СВЧ-диапазона и создает на местности зоны большой протяженности с высокой плотностью потока энергии. Наиболее неблагоприятные условия отмечаются в жилых районах городов, в черте которых размещаются аэропорты: Иркутск, Сочи, Сыктывкар, Ростов-на-Дону и ряд других.

2.9 Персональные компьютеры

 

Основным источником неблагоприятного воздействия на здоровье пользователя компьютера является средство визуального  отображения информации на электронно-лучевой  трубке. Ниже перечислены основные факторы его неблагоприятного воздействия.

Эргономические  параметры экрана монитора

снижение контраста  изображения в условиях интенсивной  внешней засветки

зеркальные блики от передней поверхности экранов мониторов

наличие мерцания изображения  на экране монитора

Излучательные характеристики монитора

электромагнитное поле монитора в диапазоне частот 20 Гц- 1000 МГц

статический электрический  заряд на экране монитора

ультрафиолетовое излучение  в диапазоне 200- 400 нм

инфракрасное излучение  в диапазоне 1050 нм- 1 мм

рентгеновское излучение > 1,2 кэВ

Компьютер как источник переменного  электромагнитного поля

 

Основными составляющими  частями персонального компьютера (ПК) являются: системный блок (процессор) и разнообразные устройства ввода/вывода информации: клавиатура, дисковые накопители, принтер, сканер, и т. п. Каждый персональный компьютер включает средство визуального  отображения информации называемое по-разному - монитор, дисплей. Как правило, в его основе - устройство на основе электронно-лучевой трубки. ПК часто оснащают сетевыми фильтрами (например, типа "Pilot"), источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным электрооборудованием. Все эти элементы при работе ПК формируют сложную электромагнитную обстановку на рабочем месте пользователя (см. таблицу 1).

 

ПК как источник ЭМП

 

Источник Диапазон частот(первая гармоника)

Монитор сетевой трансформатор  блока питания 50 Гц

статический преобразователь  напряжения в импульсном блоке питания 20 - 100 кГц

блок кадровой развертки  и синхронизации 48 - 160 Гц

блок строчной развертки  и синхронизации 15 110 кГц

ускоряющее анодное напряжение монитора (только для мониторов с  ЭЛТ) 0 Гц (электростатика)

Системный блок (процессор) 50 Гц - 1000 МГц

Устройства ввода/вывода информации 0 Гц, 50 Гц

Источники бесперебойного питания 50 Гц, 20 - 100 кГц

Электромагнитное поле, создаваемое  персональным компьютером, имеет сложный  спектральный состав в диапазоне  частот от 0 Гц до 1000 МГц. Электромагнитное поле имеет электрическую (Е) и магнитную (Н) составляющие, причем взаимосвязь  их достаточно сложна, поэтому оценка Е и Н производится раздельно.