Воздействие ЭМИ на окружающую среду

Широко распространенными  источниками ЭМП в населенных местах в настоящее время являются радиотехнические передающие центры (РТПЦ), излучающие в окружающую среду ультракороткие волны ОВЧ и УВЧ-диапазонов.

Сравнительный анализ санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки  в зоне действия таких объектов показал, что наибольшие уровни облучения  людей и окружающей среды наблюдаются  в районе размещения РТПЦ "старой постройки" с высотой антенной опоры не более 180 м. Наибольший вклад  в суммарную интенсивность воздействия  вносят "уголковые" трех- и шестиэтажные антенны ОВЧ-вещания. [5]

5) Радиостанции ДВ (частоты  30 - 300 кГц).

В этом диапазоне длина  волн относительно большая (например, 2000 м для частоты 150 кГц). На расстоянии одной длины волны или меньше от антенны поле может быть достаточно большим, например, на расстоянии 30 м  от антенны передатчика мощностью 500 кВт, работающего на частоте 145 кГц, электрическое поле может быть выше 630 В/м, а магнитное - выше 1,2 А/м.

6) Радиостанции СВ (частоты 300 кГц - 3 МГц).

Данные для радиостанций этого типа говорят, что напряженность  электрического поля на расстоянии 200 м может достигать 10 В/м, на расстоянии 100 м - 25 В/м, на расстоянии 30 м - 275 В/м (приведены данные для передатчика мощностью 50 кВт).

7) Радиостанции КВ (частоты  3 - 30 МГц).

Передатчики радиостанций КВ имеют обычно меньшую мощность. Однако они чаще размещаются в городах, могут быть размещены даже на крышах жилых зданий на высоте 10- 100 м. Передатчик мощностью 100 кВт на расстоянии 100 м  может создавать напряженность  электрического поля 44 В/м и магнитного поля 0,12 Ф/м.[21]

8) Телевизионные передатчики.

Телевизионные передатчики  располагаются, как правило, в городах. Передающие антенны размещаются  обычно на высоте выше 110 м. С точки  зрения оценки влияния на здоровье интерес представляют уровни поля на расстоянии от нескольких десятков метров до нескольких километров. Типичные значения напряженности электрического поля могут достигать 15 В/м на расстоянии 1 км от передатчика мощностью 1 МВт. В России в настоящее время проблема оценки уровня ЭМП телевизионных передатчиков особенно актуальна в связи с резким ростом числа телевизионных каналов и передающих станций.[20,21]

 
1.4 Гипомагнитное поле

Гипомагнитные поля создаются искусственно путем экранирования естественного геомагнитного поля. Это имеет место в некоторых производственных помещениях, самолетах, космических кораблях и др. Такие поля - биологически активный фактор, вызывающий ряд изменений на физиологическом, биохимическом и морфологическом уровнях функционирования организма. Длительное воздействие этих полей на человека приводит к снижению его работоспособности, негативно отражается на его здоровье. [7]

 
1.5 Биологические  эффекты электромагнитного загрязнения  окружающей среды

Электромагнитное загрязнение  – это разновидность антропогенного или природного физического загрязнения, возникающего при модификации электромагнитных свойств среды (под действием линий электропередач высокого напряжения, работы некоторых промышленных установок, природных явлений – магнитных бурь и других источников ЭМИ). В результате многочисленных исследований, показано, что электромагнитные волны оказывают существенное воздействие на биологические объекты, проявляющиеся в многообразии индуцированных эффектов.

1.5.1 Электромагнитный  смог

Электромагнитные излучения  техногенного происхождения являются, источниками физического загрязнения  окружающей среды. Возрастание уровня электромагнитного загрязнения  в последнее время говорит  об электромагнитном смоге (по аналогии с химическим смогом). Электромагнитное загрязнение окружающей среды и  химическое загрязнение имеют общие  черты: и тот и другой вид предполагает более или менее постоянные уровни, и оба смога могут оказать  неблагоприятное влияние на людей, животный и растительный мир.

Электромагнитный смог-это  загрязнение среды обитания человека неионизирующими излучениями от устройств использующих, передающих и генерирующих электромагнитную энергию  и возникающие из-за несовершенства техники и/или нерационального  ее применения.[3]

Электромагнитный смог можно  классифицировать на три вида:

– смог открытой местности (уличный),

– смог в помещениях (от осветительной  системы),

– смог от устройств мобильной  связи.

Электромагнитное загрязнение  открытой местности возможно от различных  передающих радиотехнических объектов (ПРТО), высоковольтных линий электропередачи, от использования неоновой и иной рекламы, проводов электротранспорта, электрифицированных железных дорог. Чтобы создать достаточно высокие  уровни поля на открытой местности, необходимы очень мощные источники. Другое дело, если источником излучения являются антенны с очень узким "коэффициентом  направленности действия" и высокой  энергией.

Электромагнитный смог от функциональных передатчиков отличается по источнику и по действию, основным источником являются средства сотовой  связи – сотовые телефоны и  базовые станции связи.

Причиной внутреннего  смога в помещениях являются паразитарные наслоения на синусоиду тока промышленной частоты. Известно, что в нашей  стране используется две системы электроснабжения: промышленная, трехфазная (380 В), и осветительная, двухфазная (220 В). Правила эксплуатации, соответствующие стандарты требуют заземления всех элементов силовой промышленной сети. Для осветительной сети требование заземления или зануления распространяется только на распределительные устройства – от подстанций 0,4 кВ до распределительных коробок. Розетки, выключатели, большинство приборов не подлежат этому заземлению, и они становятся излучателями паразитарных токов, а практически, источниками электромагнитного смога.[14]

Существующая в нашей  стране осветительная сеть до сих  пор рассчитана на "линейных" потребителей, которые не требуют каких-либо особых устройств, отводящих лишнюю энергию  – она у них не образуется. К категории "линейный потребитель" следует отнести устройства с  медленным нагревом и относительным  постоянством потребления энергии: ламповые приемники, электрические  плитки, утюги и т.д. С конца 50-60-х  годов прошлого века в стране появляются "импульсные потребители" – газоразрядные  лампы, компьютеры, сканеры и другая оргтехника. Этот вид приборов и  устройств отличается тем, что они  потребляют электроэнергию импульсами. При этом каждый импульс вызывает ответные возмущения в самой осветительной  сети, что и приводит к паразитарным наслоениям на синусоиду электрического тока.

Характерной чертой электромагнитного  загрязнения городов становиться  его многочастотность и многофакторность [3], когда на определенный участок городской территории оказывают воздействие несколько источников излучения с разными частотами, интенсивностью и местами расположения. Имеющаяся в распоряжении специализированных подразделений санэпидемнадзора измерительная аппаратура обладает существенным недостатком - ее применении в случае многочастотного воздействия весьма проблематично. Проведение достоверных измерений становится возможным лишь при отключении всех ПРТО за исключением контролируемого, что в пределах крупного урбанизированного центра практически невозможно.

Недооценка электромагнитных полей, как загрязняющего окружающую среду фактора, привела к ухудшению  экологической ситуации в стране, что следует связывать также: с недостаточностью до 1994–1996 гг. научно обоснованной нормативно-методической базы оценки степени загрязнения  окружающей среды электромагнитными  полями; с преобладанием ведомственных, коммерческих и потребительских  подходов к использованию технических  средств, излучающих электромагнитную энергию в окружающую среду; со слабой материально-технической базой электромагнитного мониторинга; с отсутствием должного внимания к экологическому воспитанию, образованию и просвещению не только населения, но и специалистов.[9]

 
Возможные механизмы  биологического действия

Проведенный анализ литературы показал, что до настоящего времени  в РФ не проводилось комплексных  и методически грамотных исследований воздействия ЭМП различных источников на окружающую среду. Как правило, в  работах изучается реакция отдельных  особей или различных видов живых  организмов на воздействие ЭМП.

Основное внимание в проведенных  исследованиях уделялось изучению непосредственного влияния электромагнитного  излучения на биологические объекты  и обработке данных медицинской  статистики в районах повышенного  электромагнитного риска, но нет  работ по изучению состояния и  функционирования экосистем в целом  в условиях действия ЭМП.. Комплексным  оценкам влияния "вклада" каждого  конкретного источника электромагнитного  загрязнения с учетом экологической, ландшафтной, демографической, градостроительной  и иных особенностей должного внимания не уделялось. А именно эти оценки позволяют определить зоны воздействия каждого конкретного источника загрязнения, возможный экономический ущерб, разработать комплекс мер по его предотвращению, что отвечает условиям дальнейшей экологизации социально-экономических отношений. [1]

Механизм действия электромагнитного  излучения на живые организмы  до сих пор окончательно не расшифрован. Существует несколько гипотез, объясняющих  биологическое действие электромагнитного  поля. В основном они сводятся к  индуцированию токов в тканях и непосредственному воздействию поля на клеточном уровне, в первую очередь с его влиянием на мембранные структуры. Предполагается, что под действием электромагнитного поля может изменяться скорость диффузии через биологические мембраны, ориентация и конформация биологических макромолекул, кроме того, состояние электронной структуры свободных радикалов. По-видимому, механизмы биологического действия электромагнитного поля имеют, в основном, неспецифический характер и связаны с изменением активности регуляторных систем организма.

В мировой практике исследований различают два вида воздействия  электромагнитных полей на биологические  объекты:

– тепловое действие, к которому относят потери на токи проводимости и смещения в тканях организма, обладающих конечным удельным сопротивлением, отражение  на границах раздела и, в частности, на границе "воздух –

ткань", глубину проникновения  в ткани, стоячие волны в замкнутых  объемах, перераспределение энергии  через кровь;

– специфическое действие, которое проявляется во множестве  явлений и эффектов, например, резонансное  поглощение электромагнитной энергии  белковыми молекулами (это объясняет  мутагенные явления), прямое и непрямое воздействие на центральную нервную  систему, нервно-мышечные эффекты, явление "жемчужной нити" (выстраивание суспензированных молекул параллельно силовым линиям поля, что приводит к разрывам молекулярных связей), поляризация молекул и др.

Известно, что биологическая  активность электромагнитных излучений  возрастает с уменьшением длины  волны, что приводит к большей "агрессивности" действия полей радиочастот по сравнению  с полями промышленной частоты.[20]

Экспериментальные данные как  отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о  высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При этом следует ожидать, что  биологическая активность ЭМП будет  различной в отношении экосистем, обладающих различной устойчивостью (толерантностью) к действию этого  фактора. Известно, что существуют природные  экосистемы с очень хрупкой организацией, когда малейшее вмешательство человека вызывает серьезные нарушения в  функционировании сообщества, и на восстановление гомеостаза требуется  длительное время.. В этом случае техногенные ЭМП могут оказаться лимитирующим для экосистемы фактором и сильно изменить ее свойства.

При относительно высоких  уровнях облучающего ЭМП современная  теория признает тепловой механизм воздействия. Поглощение ЭМП в тканях организма  связано с преобразованием электромагнитной энергии в тепловую. Но заметный нагрев тканей возможен лишь при достаточно высоких напряженностях ЭМП - более 10 мВт/см2. Однако реакция живых организмов регистрируется при более низких интенсивностях ЭМП, которую нельзя объяснить с энергетических позиций. При относительно низком уровне ЭМП принято говорить об информационном воздействии. Понятие информационное воздействие означает формирование биологического эффекта за счет энергии самого организма, внешнее воздействие дает только толчок "информацию" для развития реакции организма. [14]

 
1.5.2.2 Воздействие  электромагнитного поля на клетку

Мишенью для инициации  любого адаптирующего эффекта, в  первую очередь, являются мембраны, плазматические и внутриклеточные, ограничивающие различные органеллы и внутриклеточные компоненты. Известна большая чувствительность клеточных мембран к действию самых различных химических и физических агентов, в том числе к облучению. Морфологические и функциональные нарушения мембран обнаруживаются практически сразу после облучения и при очень малых дозах. Изменение ионного состава, возникающее при этом, может инициировать в клетке пролиферативные процессы. Помимо изменения проницаемости биологических мембран и ускорения активного транспорта катионов натрия, под влиянием электромагнитного излучения происходит активация перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот и разобщение процессов окисления и фосфорилирования в митохондриях.