Электромагнитные поля и излучения. Источники электромагнитных полей

Источники электромагнитных полей. Электромагнитные поля в среде обитания человека создаются природными и искусственны­ми источниками. Природными источниками являются солнечные и космические излучения, магнитные свойства Земли, грозовые разряды и другие.

Антропогенные источники электромагнитных полей делятся на две группы:

1-я группа — источники, генерирующие статические электри­ческие и магнитные поля, а также крайне низкие и сверхнизкие частоты, к которым относятся все средства выработки, передачи и распределения электроэнергии — электростанции, оборудование и электротехнические устройства передачи, распределения и использования электроэнергии (в том числе линии электропередач постоянного и переменного тока промышленной частоты — 50 Гц).

2-я группа — источники, генерирующие электромагнитные поля в радиочастотном диапазоне, в том числе и микроволновом — от 300 МГц до 300 ГГц (радио- и телевизионные передатчики, ра­диолокационные станции, телекоммуникационное оборудование и связанные с ними устройства, такие как мобильные телефоны, станции радиорелейной связи и спутниковой связи, системы локации и навигации, телевизоры, компьютеры и другое оборудо­вание).

С эколого-медицинских позиций, электромагнитные поля мож­но разделить на четыре основных вида — электростатические, постоянные магнитные, промышленной частоты и радиочастот­ного диапазона. Проблема воздействия на здоровье электростати­ческих полей затрагивает преимущественно работающий персо­нал, но и в современном жилище, отделанном синтетическими материалами, оснащенном телевизорами и персональными ком­пьютерами, возможно повышение уровня напряженности элек­тромагнитного поля.

Проблема воздействия постоянных электромагнитных полей актуальна для работников установок ядерно-магнитного резонан­са, магнитных сепараторов и другого оборудования, в котором использованы постоянные магниты.

Наиболее существенными источниками электромагнитных по­лей являются широко распространенные радио-, телевизионные и радиолокационные станции и высоковольтные линии электро­передач. Эксплуатация этих объектов сопровождается поступле­нием в окружающую среду электромагнитных излучений в широ­ком диапазоне частот — от 50 Гц до 300 ГГц. В городах России постоянно увеличивается число передатчиков на башнях телецент­ров, находящихся в черте жилой застройки в крупных городах. Кроме того, появляются независимые станции радио- и телеве­щания, причем в ряде случаев уровень напряженности электро­магнитных полей вокруг них не отвечает санитарно-гигиениче­ским требованиям. Это может существенно осложнить электро­магнитную обстановку в прилегающих жилых районах. В после­дние годы широкое распространение получили такие источники электромагнитных полей, как видеодисплейные терминалы и ра­диотелефоны, системы мобильной связи.

Гигиеническое нормирование. Частота электромагнитного поля выражается в герцах (Гц). Основными количественными характе­ристиками электромагнитного поля в диапазоне от долей Гц до 300 мГц являются электрическая напряженность Е (В/м) и маг­нитная напряженность #(А/м). В диапазоне частот от 300 МГц до 300 ГГц интенсивность электромагнитного излучения оценивают плотностью потока энергии, единицей измерения которой явля­ется Вт/м². В случае низких и крайне низких частот используют также размерность в теслах (Тл), одна миллионная часть которой соответствует 1,25 А/м.

Гигиенические регламенты на электромагнитные поля были установлены на основании:

• обнаружения, измерения (мониторинга) и установления ос­новных закономерностей их изменения в пространстве и времени в сочетании с другими факторами окружающей среды;установления характера и степени их биологического дей­ствия в экспериментах на животных и в ходе наблюдения за людьми;

• нормирования электромагнитных полей различных частот, т.е, научного обоснования допустимых уровней их выраженности н окружающей среде» нормализации, т.е. разработки и внедрения технических, тех­нологических, планировочных и иных мероприятий по ограниче­нию электромагнитного облучения людей;

• прогнозирования электромагнитной обстановки на перспек­тиву.

Длительное изучение биологических эффектов воздействия электромагнитных полей на здоровье населения СССР привело к созданию первых в мире санитарных норм и правил размещения радио-, телевизионных и радиолокационных станций. В дальней­шем эти нормы были усовершенствованы, и в настоящее время основным нормативным документом РФ, регламентирующим до­пустимые уровни воздействия электромагнитных полей, являются Санитарные нормы и правила СанПиН 2.2.4/2.1.8.055 — 96 «Элек­тромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ)». В этом документе ПДУ напряженности электрического поля нор­мируются в зависимости от диапазона частот. ПДУ напряженнос­ти магнитных полей для населения пока не установлены.

В целях защиты населения от воздействия электромагнитных полей вокруг линий электропередач устанавливают специальные охранные зоны, в которых запрещается размещать жилые здания, стоянки и остановки всех видов транспорта, устраивать места от­дыха, спортивные и игровые площадки. Вокруг радиолокацион­ных станций, антенных полей, мощных радиопередатчиков со­здают защитные зоны, размеры и конфигурация которых опреде­ляются параметрами оборудования и рельефом местности.

Препятствиями на пути совершенствования гигиенических нор­мативов, как считает Г.А.Суворов с соавт. (1998), являются недо­статочная изученность биологических эффектов, вызываемых элек­тромагнитным фактором, зависимость их от физических парамет­ров облучения, отсутствие данных о первичных механизмах взаи­модействия электромагнитных полей различных частотных диапа­зонов с тканями организма и о поглощении и распределении энер­гии в биосредах.

В местах размещения передающих радиостанций, телецентров, ретрансляторов и радиолокаторов интенсивность электромагнит­ных полей в зависимости от мощности радиопередающего объек­та и расстояния до антенны в диапазоне коротких волн (КВ) ко­леблется в пределах от 0,5 до 75 В/м, в диапазоне ультракоротких волн (УКВ) — от 0,1 до 8 В/м, а в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) — от 0,5 до 50 мкВт/см². На распространение электромаг­нитных волн существенное влияние оказывают характер рельефа,

покров поверхности земли, размещение на ней крупных объектов. В местах установки передающих КВ радиостанций на расстоянии 20—800 м от антенны напряженность поля колеблется в пределах 0,1—70,0 В/м, а вблизи средневолновых (СВ) радиостанций — от 5 до 40 В/м ->на расстоянии 100— 1000 м. В определенных услови­ях электрическая напряженность даже на удалений нескольких ки­лометров может достигать десятков В/м. В зависимости от режима работы того или иного радиотехнического объекта длительность воздействия электромагнитного поля на население может состав­лять 12 — 20 ч/сут и более.

Напряженность электромагнитного поля внутри помещения зависит также от ориентации соответствующего здания по отноше­нию к источнику излучения, материала строительных конструк­ций и т.д. Так, в кирпичном доме напряженность в 5 раз ниже, чем на открытом пространстве, а в доме из железобетонных панелей — ь 20 раз. Наибольшая напряженность поля в УКВ (телевизионном) диапазоне (0,2 — 6,0 В/м) наблюдается в радиусе 100—1500 м от передающих антенных систем, причем максимум отмечается на расстоянии 300 м.

Наряду с радиотехническими объектами значимыми источни­ками электромагнитных полей являются высоковольтные воздуш­ные линии электропередач, излучающие электромагнитные вол­ны низкой (промышленной) частоты — 50 Гц. Фактическая на­пряженность электрического поля под линиями электропередач может колебаться в широких пределах, достигая в некоторых случаях 10— 14 кВ/м. Заземленные металлические опоры дают вы­раженный экранирующий эффект, в связи с чем в непосредствен­ной близости от них напряженность поля снижается в 3 — 5 раз. Зона распространения электромагнитных полей от линий электропередач не превышает нескольких десятков метров, однако при большой протяженности линий вдоль них у поверхности земли создаются огромные площади с высокой напряженностью поля.

Нормативом, регламентирующим уровень напряженности элек­тростатического поля для населения, является «Санитарно-гиги­енический контроль полимерных строительных материалов, пред­назначенных для применения в строительстве жилых и обществен­ных зданий» № 2158—80, согласно которому предельно допусти­мая частота электростатических полей составляет 15 кВ/м. Анало­гичные уровни напряженности электростатических полей установ­лены стандартами США и западноевропейских стран.

Влияние на здоровье населения. Действие электромагнитных полей проявляется многообразно и характер его определяется ча­стотой поля. Почти каждый человек в мире подвергается влиянию электромагнитных полей различной частоты в диапазоне от 0 до 300 ГГц. Электромагнитные поля являются факторами риска раз­вития сердечно-сосудистых, нервно-психических, онкологических и некоторых других заболеваний. Экспериментальные исследова­ния по определению воздействия электромагнитных полей промышленной частоты позволили выявить широкий спектр нарушений здоровья у животных. Более 20 лет тому назад было установлено их влияние на поведение, память, функции гемато-энцефалического барьера, условно-рефлекторную и иные виды деятельности животных. Их воздействие сказывалось на развитии эмбрионов животных, при этомфиксировалось учащение пороков развития. Исследовали также и канцерогенное действие полей.

Влияние электромагнитных полей промышленной частоты генерируемых вблизи линий электропередач, подстанций, трансформаторов, под контактной сетью железных дорог, на здоровье людей пока изучено недостаточно. Согласно некоторым существующим гипотезам они являются факторами риска развития злокачественных новообразованийболезней Альцгеймера и Паркинсона, нарушений памяти и других изменений, однако результаты эпидемиологических исследований неоднозначны.

В России эпидемиологические исследования поопенке влияния электромагнитных полей на здоровье населения единичны. Ретроспективный когортый метод, суть которого заключается длительном прослеживании а когортой лиц, проживающих вблизи I энергетических объектов,! выявил статистически достоверного повышения стандартизованного относительного риска.

Пребывание в зоне влияния электромагнитных полей может вызвать определенные изменения состояния здоровья детей. В зависимости от времени пребывания в зоне излучения у них наблюдались отклонения в массе росте и окружности грудной клетки. Развитие костной систем вначале несколько задерживалось, а затем за счет ускорения процессов окостенения даже опережало соответствующие пронесет у детей контрольной группы. Сроки полового созревания оказались меньше, чем в контрольной группе, несколько понижении было и содержание гормона роста. Были выявлены тенденции угнетению кислотообразующей функции желудка, снижению функции коры надпочечников. По мнению М.В.Захарченко, В.1шкитиной и В.Лютого (1998) обнаруженные отклонения нельзя рассматривать только как проявление адаптивных реакций, они могут быть свидетельством достаточно глубоких изменений в организме под влиянием полей СВЧ.

Электромагнитные поля промышленной частоты могут оказы­вать определенное влияние развитие новообразований молочной железы, нейродегеративных болезней и нервно-психических расстройств.

Электромагнитные поля сотовой связи. В последние годы в России интенсивно развиваются системы сотовой телефонной радиосвязи, и более 1 млн. чел. пользуются ею. Электромагнитные поля, создаваемые средствами мобильной связи, представляютопределенную опасность для здоровья человека, так как источник излучения приближен к голове пользователя. При работе со­тового телефона головной мозг и периферические рецепторные юны вестибулярного и слухового анализаторов, а также сетчатка лаза подвергаются воздействию электромагнитных полей опре­деленной частоты и Модуляции при разлитом глубинном рас­пределении и величине поглощенной энергии с неопределенной периодичностью и общей длительностью воздействия. Количество поглощенной мозгом энергии при работе сотового телефона мо­жет колебаться в некотором диапазоне в зависимости от мощнос­ти аппаратуры, несущей частоты и других факторов. В различных странах мира с привлечением добровольцевпроводят исследова­ния по определению влияния электромагнитных полей сотовых телефонов на здоровье. Есть результаты, свидетельствующие о на­личии изменений биоэлектрической активности головного моз­га, некотором снижении познавательной деятельности (ухудше­ние памяти, концентрации внимания), нарушении зрения. Ста­тистически достоверные данные о развитии возможных отдален­ных последствий у пользователей сотовых телефонов в настоящее время отсутствуют. МАИР приступило к приведению многоцент­рового исследования по оценке возможного развития рака мозга и слюнной железы, а также лейкемии у пользователей сотового те­лефона в различных странах мира.

Российский национальной комитет по защите от неионизирующихизлучений придерживается предупредительной концепции, зак­лючающейся в ограничении телефонной связи. Детям до 16 лет не рекомендуется пользоваться мобильными телефонами. Беременные женщины и лица, страдающие эпилепсией неврастенией, психо­патией и психастенией, должны ограничивать продолжительность одного разговора до 3 мин.