Электромагнитное (не ионизирующее) загрязнение среды.

 

Под электромагнитным загрязнением среды понимается состояние электромагнитной обстановки, характеризующейся наличием в атмосфере электромагнитных полей (ЭМП) повышенной интенсивности, создаваемых техногенными и природными источниками излучения неионизирующей части электромагнитного спектра (В. Емельянов, «ОБЖ», №1, 2000г.)

Характеристики электромагнитных полей

и их классификация

У переменных ЭМП различают ближнюю и дальнюю зоны воздействия. Границы раздела ближней зоны (зоны индукции), где электромагнитная волна еще не сформировалась, и дальней зоны (зоны излучения).

В гигиенической практике интенсивность ЭМП характеризуется следующими показателями в диапазоне частот 0—300 МГц:

- Е - среднеквадратическое значение напряженности электрического поля, выражаемой в вольтах на метр (В/м);

- Н - среднеквадратическое значение напряженности магнитного поля, имеющей размерности ампер на метр (А/м), либо В - магнитная индукция, выражаемая в теслах (Т).

Для поля в вакууме справедливо соотношение

 

В= μ₀ Η

В воздухе на расстояниях от источника, больших, чем длина волны в дальней зоне), напряженности Е и Н связаны простым соотношением:

E/H = Z₀,

де Z₀ — волновое сопротивление свободного пространства, равное 377 Ом.

В диапазоне частот 300 МГц — 300 ГГц интенсивность ЭМП характеризуется S — плотностью потока энергии, выраженной в ваттах на квадратный метр (Вт/м²). Для дальней зоны справедлива формула

S = Е²/377 = 377Н².

Источники ЭМП подразделяются на природные и техногенные. В частности, тело человека является природным источни­ком ЭМП с частотой ϳ > 300 ГГц (1 ГГц = 10⁹ Гц).

 

Техногенные источники ЭМП неионизирующего характера могут быть объединены в 2 группы.

В первую группу входят источники технологического характера, предназначенные для использования в различных отраслях экономики и создающие негативный побочный фактор воздействия на население. Это прежде всего электростанции, трансформаторные подстанции, системы и линии электропередач
(ЛЭП).

Вторую группу составляют теле-и радиопередающие центры, системы сотовой и спутниковой связи, релейные станции, навигационные системы, радиолокационные станции (РЛС), всевозможные устройства с СВЧ-излучением, установки медицинского назначения, видеодисплейные терминалы (ВДТ) ЭВМ.

Воздушные линии электропередачи промышленной частоты (50 Гц) создают ЭМП интенсивность которых зависит от напряжения линии (110,220,330 кВ и выше). Средние значения на рабочих местах электромонтеров: Е = 5-15 кВ/м, Н = 1-5 А/м; на маршрутах обхода обслуживающего персонала: Е = 5-30 кВ/м, Н = 2-10 А/м. В жилых зданиях, расположенных вблизи высоковольтных линий, напряженность электрического поля, как правило, не превышает 200- 300 В/м, а магнитного поля 0,2-2 А/м.

Линии электропередач (ЛЭП) и некоторые другие энергетические установки создают электромагнитные поля промышленных частот (50 Гц) в сотни раз выше среднего уровня естественных полей. Напряженность поля (Е) под ЛЭП может достигать десятков тысяч вольт на метр.

Наибольшая напряженность поля наблюдается в месте максимального провисания проводов, в точке проекции крайних проводов на землю и в 5 м от нее кнаружи от продольной оси трассы: для ЛЭП- 330 кВ - 3,5-5,0 кВ/м, для ЛЭП-500 кВ - 7,6-8 кВ/м и для ЛЭП— 750 кВ - 10,0—15,0 кВ/м (Думанский и др., 1976 г.)

ЭМП промышленной частоты в основном поглощаются почвой, поэтому на небольшом расстоянии от линий электропередачи (50— 100 м) напряженность этого поля падает с десятков тысяч до несколь­ких десятков вольт на метр.

Теле- и радиоцентры. Большое количество этих передатчиков НЧ, СЧ и ВЧ-диапазонов размешено на территории страны. При этом наиболее высокий уровень облучения населения характерен для тех из них, высота антенны которых не превышает 180 м: достаточно сильные ЭМП создаются на расстояниях от десятков метров до нескольких километров от места расположения. т-

Системы спутниковой связи включают приемопередающие наземные станции и спутники Земли. Антенны указанной системы создаютопасный уровень ЭМП даже на большом расстоянии. Так как в настоящее время быстро расширяется система глобальной спутниковой связи, обслуживающая персональных абонентов, прогнозируется повышение уровня электромагнитной опасности этого вида источников ЭМП.

Системы сотовой связи. Известно, что в центре так называемых «сот» (радиусом до 2 км), на которые поделена та или иная территория, располагаются базовые станции. Последние обслуживают мобильные средства связи, в частности, носимые радиотелефоны, а также автомобильные телефоны. Выходная мощность базовых станций составляет до 100 Вт, современных передатчиков автомобильных станций - до 6 Вт, ручных радиотелефонов - до 2 Вт (с автоматическим управлением мощности). Именно антенны базовых станций создают опасные уровни напряженности в радиусе 5O м. Что касается мобильных радиотелефонов, они, создавая при работе сильные ЭМП и тепловой поток, представляют серьезную опасность для пользователя, поскольку воздействуют на мозг.

Радиолокационные станции оснащены в основном антеннами зеркального типа, которые имеют узконаправленную диаграмму излучения в форме луча. При работе РЛС создается ЭМП высокой напрженности, что неблагоприятно сказывается на людях, находящихся поблизости. То же самое относится и к РЛС, которые применяются в целях управления воздушным движением в аэропортах (на них установлены остронаправленные антенны кругового обзора).

 

Воздействие ЭМП на здоровье человека

Степень и характер воздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывный, прерывистый, импульсный), размером облучаемой поверхности, индивидуальными особенностями организма, а также наличием сопутствующих факторов (повышенная температура воздуха, наличие рентгеновского излучения и др.). Наиболее биологически активен диапазон СВЧ, менее активен УВЧ и затем диапазон ВЧ.

При облучении тела различают общее облучение, когда воздействию электромагнитного поля подвергается все тело, и локальное (местное), когда электромагнитное поле воздействует преимущественно на какие-либо части тела.

Характер воздействия ЭМП на человека определяется дозовыми критериями. К ним относится удельная поглощенная мощность (УПМ) SAR - поглощенная единицей массы организма человека часть энергии ЭМП (единицы измерения Вт/кг или мВт/кг).

Эффекты от воздействия ЭМИ могут проявляться в различной форме: от незначительных функциональных сдвигов до нарушений, свидетельствующих о развитии явной патологии. Следствием поглощения биологической тканью энергии ЭМП является тепловой эффект. Как известно, избыточная теплота, выделяющаяся в организме человека, отводится путем увеличения нагрузки на систему терморегуляции тела человека. Однако, начиная с определенного предела, организм не справляется с отводом теплоты от отдельных органов, и температура последних повышается, достигая подчас опасных значений.

При длительном постоянном воздействии ЭМП радиочастотного (РЧ) диапазона на организм человека происходят нарушения сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем, что проявляется в постоянных головных болях, повышении утомляемости, слабости, нарушении сна, повышенной раздражительности, ухудшении памяти, дрожании рук и век, потливости, непостоянстве температуры тела и др.

Воздействие ЭМП на иммунную систему сопровождается нарушением белкового обмена, изменением состава крови, в организме могут появиться антитела, способствующие разрушению собственных тканей.

ЭМП может нанести удар и по эндокринной системе, как следствие активируется процесс свертывания крови, организм теряет устойчивость к действию высоких температур, развивается гипоксия и т. д.

Получены подтверждения относительно вредного влияния ЭМП на репродуктивную (воспроизводительную) функцию человека. При этом установлено, что эмбрион намного чувствительнее организма матери к действию ЭМП. Беременная женщина должна знать о том, что ЭМП даже низкой интенсивности оказывает отрицательное воздействие на ее организм, оно может вызвать преждевременные роды, а также патологию у ребенка. Сказанное относится, прежде всего, к тем женщинам, которые работают на ЭВМ с нарушением норм безопасности.

В целом можно отметить, что неионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи, радиолокаторов и других стационарных объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных. Поэтому крайне необходимы дальнейшие эколого-гигиенические исследования воздействия электромагнитных полей и излучений на здоровье человека, состояние биоты и экосистем в целом.

При длительном пользовании сотовым телефоном воздействию ЭМП могут подвергаться центральная нервная система, головной мозг (вместе с расположенным в нем биологическим защитным барьером), хрусталики глаз, внутреннее и среднее ухо, щитовидная железа, кожа лица и ушной раковины.

Основную опасность для здоровья пользователя (и в определенной степени для находящихся вблизи от компьютера лиц) представляет ЭМИ в диапазоне 20 Гц — 400 кГц, создаваемое отклоняющей системой кинескопа и видеомонитора. При этом низкочастотная составляющая ЭМП (до 100 Гц) способствует изменению биохимической реакции в крови на клеточном уровне, что усиливает риск возникновения рака.

Видеомонитор компьютера создает вокруг себя электромагнитное поле как низкой, так и высокой частоты, что способствует появлению электростатического поля и ведет к деионизации воздуха вокруг монитора, а это в свою очередь влияет на развитие клеток тканей организма, увеличивает вероятность возникновения катаракты.

Отметим также отрицательное воздействие «магнитных бурь», т. е. резкого повышения интенсивности ЭМИ Солнца на здоровье людей: ухудшение самочувствия, функционирования сердечно-сосудистой, пищеварительной систем человека, особенно пожилого возраста. Наконец, укажем, что уровень опасности резко возрастает при воздейтвии ЭМП на организм, ослабленный в результате ранее перенесенной болезни или находящийся в болезненном состоянии.

В связи с негативным воздействием ЭМИ на организм человека и окружающую среду необходимо предпринимать соответствующие меры защиты. Эти меры и способы могут быть подразделены на комплексы:

- правовых; - организационных;-   инженерно-технических и - лечебно-профилактических мероприятий.

  К правовым мерам относятся разработка и принятие правовых и нормативно-технических документов в области защиты населения и территорий, обеспечивающих электромагнитную бе­зопасность людей, и руководство ими в практической деятельности.

Основными действующими нормативными документами в области защиты от электромагнитных излучений являются:

1. Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными лини­ями электропередачи переменного тока промышленной частоты. № 2971-84.

2. Предельно допустимые уровни магнитных полей частотой 50 Гц. № 3206-85.

3. Ориентировочные безопасные уровни воздействия переменных магнитных полей частотой 50 Гц при производстве работ на воздушных линиях электропередачи напряжением 220—1150 кВ. №5060-89.

4. Предельно допустимые уровни воздействия постоянных маг­нитных полей при работе с магнитными устройствами и маг­нитными материалами. № 1742—77.

5. Переменные магнитные поля промышленной частоты (50 Гц) в производственных условиях. Санитарные правила и нормы № 2.2.4.723-98.

И другие.

Электрические поля промышленной частоты (50 Гц). Предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности электрического поля в жилых помещениях составляет 500 В/м. Кроме того, вводятся следующие ПДУ для электрических полей, излучаемых воздушными ЛЭП спряжением 300 кВ и выше:

- внутри жилых зданий - 500 В/м;

- на территории зоны жилой застройки - 1 кВ/м;

- в населенной местности вне зоны жилой застройки, а также на территориях огородов и садов - 5 кВ/м;

- на участках пересечения высоковольтных линий с автомобиль­ными дорогами категории 1—4 -10 кВ/м;

- в населенной местности - 15 кВ/м;

- в труднодоступной местности и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения, — 20 кВ/м.

Допустимые уровни электромагнитных излучений радиочастот. Образец техники, эксплуатация которого сопровождается ЭМИ РЧ, не должен создавать в местах проживания людей ЭМП с интенсивностью, превышающей установленную санитарными правилами и нор­мами СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96.

В диапазоне 30 кГц ч 300 МГц вредное воздействие и интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значением напряженности электричес­кой составляющей поля (£, В/м), магнитная составляющая действующими санитарными правилами для населения не нормируется. В диапазоне 300 МГц ч 300 ГГц вредное воздействие ЭМИ РЧ оценивается значением плотности потока энергии — S (Вт/м2).

Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ для населения на территории жилой застройки и в местах массового отдыха, в жилых, общественных и производственных зданиях (внешние ЭМИ РЧ, включая вторичное излучение) приведены в виде извлечения из СанПиН 2.2.4/ 2.1.8.055-96 в табл. 2.30.

Таблица 2.30

 

Диапазон частот'	Диапазон волн	ПДУ
30—300 кГц	10—1 км	25 В/м
300—3000 кГц	1—0,1 км	15 В/м
3—30 МГц	100— 10 м	10 В/м
30—300 МГц	10—1 м	3 В/м2>
300 МГц — 300 ГГц	1м — 1 мм	10мкВт/см2 100 мкВт/см2

 

 

Организационные мероприятия включают выбор рациональных режимов работы оборудования, ограничения места и времени нахождия персонала в зоне действия ЭМИ РЧ (защита расстоянием и временем), периодический контроль облучаемости и т. д.

Зашита расстоянием используется в случае невозможности осла бить интенсивность облучения сокращением времени пребывания человека в опасной зоне. Тогда прибегают к увеличению расстояния между излучателем и обслуживающим персоналом.

Для защиты населения вдоль ЛЭП устанавливаются санитарно-защитные зоны (СЗЗ), в пределах которых запрещается строить жилые и общественные здания/Границы таких зон вдоль трассы ЛЭП с гори­зонтальным расположением проводов и без средств снижения поля по обе стороны от нее устанавливаются на следующих расстояниях от проекции на землю крайних фазных проводов в направлении, пер­пендикулярном к ЛЭП, напряжением 330 кВ - 20 м, 500 кВ - 30 м, 650 кВ - 40 м, 1150 кВ - 55 м. Понятно, что такая мера сопровождается отчуждением больших территорий с запретом использовать их в сельском хозяйстве.

 

Защита временем очень проста, она предусматривает максимально возможное ограничение времени пребывания человека в электромагнитном поле. Если известны места расположения и величины СЗЗ различных стационарных источников ЭМИ, следует стремиться, по возможности, побыстрее покинуть указанное место. Не рекомендуется трогать антенны руками, приближаться ближе 20 м к антеннам спутниковой связи.

При пользовании мобильным телефоном следует говорить возможно коротко и четко («защита временем»), соблюдать определенный зазор между ухом и трубкой («защита расстоянием»), плотно охватывать трубку рукой.

К инженерно-техническим мероприятиям относятся: рациональное размещение оборудования; использование средств, которые ограничивают поступление электромагнитной энергии на рабочие места (поглотители мощности, экранирование); использование минимальной мощности генератора и т. п.).

Экранирование источников ЭМИ РЧ или рабочих мест осуществ­ляют с помощью отражающих или, напротив, поглощающих экранов. Отражающие экраны (они могут быть стационарными или переносными) выполняются из металлических листов, сетки, ткани с микропроводом и др.

Защитные экраны (они должны быть заземлены) применяют в виде камер или шкафов, в которые помещают передающую аппаратуру. В случае высокой интенсивности ЭМП соответствующие установки следует размещать в отдельных помещениях, имеющих непосредственный выход в коридор или наружу.

Радиозащитное стекло применяется для изготовления смотровых отверстий и очков как средство индивидуальной защиты.

С позиций защиты от ЭМИ наиболее приемлемым материалом для зданий является железобетон. В зданиях, расположенных в первом ряду застройки» рекомендуется заделка мелкоячеистой сетки в облицовочный или штукатурный слой на стенах, обращенных в сторону радиотехнических объектов. Стыки сеток надо сваривать, сетки должны быть заземлены. В следующих рядах зданий поверхность облучаемых стен покрывают веществами, поглощающими радиоволны. Лучшая защита сверху - крыша из кровельного или оцинкованного железа. В сторону антенн следует ориентировать минимальную площадь остекления: так как в основном радиоволны проникают в помещения через оконные проемы, то в необходимых случаях можно экранировать оконные проемы специальным стеклом с металлизированным слоем.

Для снижения вредных воздействий ЭМИ питающих электропроводов в жилых домах и бытового электрооборудования необходимо выполнять следующие рекомендации:

- не находиться рядом с длинными проводами под напряжением;

- предотвращать свивание проводов в кольца, так как это увеличивает интенсивность излучения (эффект магнитного диполя);

- не оставлять вилку в розетке при выключенном приборе (питающий провод становится дополнительным источником электрического поля);

- не размещать электроприборы в углах железобетонных комнат -в этом случае уровень излучения значительно возрастает («уголковый отражатель»); это особенно относится к телевизорам, электронно-лучевым трубкам персональных ЭВМ.