Серед основних джерел ЕМІ можна перерахувати:
Електротранспорт (трамваї, тролейбуси, поїзди,…)
Лінії електропередач (міського освітлення, високовольтні…)
Електропроводка (всередині будівель, телекомунікації, …)
Побутові електроприлади
Теле- та радіостанції (транслюючі антени)
Супутниковий та стільниковий зв'язок (транслюючі антени)
Персональні комп'ютери
Вплив електромагнітного поля на людину
Сьогодні електромагнітне опромінення у 100 мільйонів разів перевищує те, що відчували наші діди. Тривалий вплив штучних електромагнітних випромінювань серйозно погіршують здоров'я. Епідеміологи встановили, що ракові захворювання найчастіше зустрічаються серед людей, які проживають у безпосередній близькості від джерел сильних електромагнітних полів, таких, як високовольтні лінії електропередачі. Було доведено також вплив електромагнітних полів на вироблення шишковидної залози мелатоніну, - гормону, що грає не останню роль в імунній системі (його також називають "гормон молодості").
Хаотична енергія субчастинок штучних електромагнітних полів, цей своєрідний електромагнітний бруд, діє з величезною руйнівною силою на біоелектромагнітне поле нашого тіла, в межах якого мільйони невловимих електричних імпульсів повинні балансувати і регулювати діяльність кожної живої клітини.
Робоча група ВООЗ з гігієнічних аспектів використання відео- та радіотерміналів виявила порушення стану здоров'я при використанні пристроїв, що створюють електромагнітне випромінювання та його торсійну складову, найбільш серйозними з яких є:
- · онкологічні захворювання (ймовірність захворювання зростає пропорційно тривалості потягу ЕМІ та його торсійної компоненти на організм людини);
- · пригнічення репродуктивної системи (імпотенція, зменшення лібідо, порушення менструального циклу, уповільнення статевого дозрівання, зменшення можливості запліднення тощо);
- · Несприятливий перебіг вагітності (при роботі з персональним комп'ютером більше 20 годин (!) на тиждень у жінок ймовірність викидня зростає в 2,7 рази, а народження дітей з вродженими дефектами у 2,3 рази більше, ніж у контрольних групах, а ймовірність патологічного перебіг вагітності збільшується в 1,3 рази при тривалості роботи з електромагнітними або торсіонними випромінювачами понад 4 години (!) на тиждень);
- · Порушення психоемоційної сфери (UF-синдром, стресовий синдром, агресивність, дратівливість і так далі);
- · Порушення у вищій нервово-рефлекторній діяльності (знаходження дитини більше 50 (!) хвилин на день біля екрану телевізора або комп'ютера зменшує в 1,4 рази здатність до запам'ятовування нової інформації, що пов'язано з впливом ЕМІ та її торсійної компоненти на corpus callosum та інші нейроструктури головного мозку);
- · погіршення зору;
- · Порушення імунної системи (імунодепресивний стан).
- · Лейкемія (рак крові) у людей, внаслідок своєї професії, що постійно контактують з електромагнітними випромінювачами, які також генерують торсіонні поля, в 4,3 рази перевищує контрольні величини серед працівників інших спеціальностей, не пов'язаних з ЕМІ (Університет Дж. Гопкінса, Балтімор, США). Діти, які працюють за комп'ютером, або проводять свій вільний час біля екрану телевізора більше 2 годин на день, мають можливість отримати захворювання раку головного мозку у 8,2 рази більше, ніж у контрольній групі. Поглинання ЕМІ мозком відбувається нерівномірно і призводить до різних структурних змін у клітинах, а під впливом торсійної складової створює різноманітні види клінічної картини захворювання (хвороба Паркінсона, Альцгеймера тощо).
Усі засоби та методи захисту від ЕМП можуть бути поділені на 3 групи: організаційні, інженерно-технічні та лікувально-профілактичні. Організаційні заходи як під час проектування, і на діючих об'єктах передбачають запобігання потрапляння людей до зон з високою напруженістю ЕМП, створення санітарно-захисних зон навколо антенних споруд різного призначення. Для прогнозування рівнів електромагнітних випромінювань на стадії проектування використовуються розрахункові методи визначення ППЕ та напруженості ЕМП.
Загальні принципи, покладені в основу інженерно-технічного захисту, зводяться до наступного: електрогерметизація елементів схем, блоків, вузлів установки загалом з метою зниження або усунення електромагнітного випромінювання; захист робочого місця від опромінення або видалення його на безпечну відстань від джерела випромінювання. Для екранування робочого місця рекомендується використовувати різні типи екранів: відбиваючі (суцільні металеві із металевої сітки, металізованої тканини) та поглинаючі (з радіопоглинаючих матеріалів).
Як засоби індивідуального захисту рекомендується спеціальний одяг, виконаний з металізованої тканини, та захисні окуляри.
У разі, коли опромінення піддаються лише окремі частини тіла чи обличчя, можливе використання захисного халата, фартуха, накидки з капюшоном, рукавичок, окулярів, щитків.
Лікувально-профілактичні заходи мають бути спрямовані насамперед на раннє виявлення порушень у стані здоров'я працюючих. Передбачено попередні та періодичні медогляди для осіб, які працюють в умовах впливу НВЧ (міліметрових, сантиметрових, дециметрових діапазонів), 1 раз на 12 міс. Для осіб, які працюють в умовах впливу ЕМП УВЧ та ВЧ-діапазону (середні, довгі та короткі хвилі), періодичні медогляди працюючих здійснюються 1 раз на 24 міс. У медичному огляді беруть участь терапевт, невропатолог, офтальмолог.
Також організаційним заходам щодо захисту від дії електромагнітних полів відносяться:
- 1. Вибір режимів роботи випромінюючого обладнання, що забезпечують рівень випромінювання, що не перевищує гранично допустимий.
- 2. Обмеження місця та часу знаходження людей у зоні дії поля.
- 3. Позначення та огородження зон із підвищеним рівнем випромінювання.
- 4. Захист часом.
Застосовується, коли немає можливості знизити інтенсивність випромінювання у цій точці до гранично допустимого рівня. Шляхом позначення, оповіщення тощо. обмежується час перебування у зоні вираженого впливу електромагнітного поля. У чинних нормативних документах передбачено залежність між інтенсивністю щільності потоку енергії та часом опромінення.
5. Захист відстанню.
Застосовується, якщо неможливо послабити вплив іншими заходами, зокрема захистом часом. Метод ґрунтується на падінні інтенсивності випромінювання, пропорційному квадрату відстані до джерела. Захист відстанню покладено основою нормування санітарно-захисних зон - необхідного розриву між джерелами поля та житловими будинками, службовими приміщеннями тощо. Межі зон визначаються розрахунками кожного конкретного випадку розміщення випромінюючої установки під час роботи їх у максимальну потужність випромінювання. Відповідно до ГОСТ 12.1.026-80 зони з небезпечними рівнями випромінювання огороджуються, на огородженнях встановлюються знаки попередження з написами: «Не входити, небезпечно!».
Основні джерела електромагнітного поля
Серед основних джерел ЕМП можна перерахувати:
Електротранспорт (трамваї, тролейбуси, поїзди, …);
Лінії електропередач (міського освітлення, високовольтні, …);
Електропроводка (всередині будівель, телекомунікації, …);
Побутові електроприлади;
Теле- та радіостанції (транслюючі антени);
Супутниковий та стільниковий зв'язок (транслюючі антени);
Персональні комп'ютери
Електротранспорт. Транспорт на електричній тязі – електропоїзди, тролейбуси, трамваї тощо. – є відносно потужним джерелом магнітного поля в діапазоні частот 0÷1000 Гц. Максимальні значення щільності потоку магнітної індукції Уу приміських електричках досягають 75 мкТл за середнього значення 20 мкТл. Середнє значення Уна транспорті з електроприводом постійного струму зафіксовано лише на рівні 29 мкТл.
Лінії електропередач(ЛЕП). Провід працюючої ЛЕП створюють у прилеглому просторі електричне та магнітне поля промислової частоти. Відстань, на яку поширюються ці поля від дротів лінії, сягає десятків метрів. Дальність поширення електричного поля залежить від класу напруги ЛЕП (цифра, що позначає клас напруги стоїть у назві ЛЕП – наприклад ЛЕП 220 кВ), що стоїть напруга – то більше вписувалося зона підвищеного рівня електричного поля, у своїй розміри зони не змінюються протягом часу роботи ЛЕП. Дальність поширення магнітного поля залежить від величини струму, що протікає, або від навантаження лінії. Оскільки навантаження ЛЕП може неодноразово змінюватись як протягом доби, так і зі зміною сезонів року, розміри зони підвищеного рівня магнітного поля також змінюються.
Біологічна дія. Електричні та магнітні поля є дуже сильними факторами впливу на стан усіх біологічних об'єктів, що потрапляють у зону їхнього впливу. Наприклад, у районі дії електричного поля ЛЕП у комах проявляються зміни у поведінці: так у бджіл фіксується підвищена агресивність, занепокоєння, зниження працездатності та продуктивності, схильність до втрати маток; у жуків, комарів, метеликів та інших комах, що літають, спостерігається зміна поведінкових реакцій, у тому числі зміна напрямку руху в бік з меншим рівнем поля. У рослин поширені аномалії розвитку – змінюються форми та розміри квіток, листя, стебел, з'являються зайві пелюстки. Здорова людина страждає від тривалого перебування в полі ЛЕП. Короткочасне опромінення (хвилини) здатне призвести до негативної реакції лише у гіперчутливих людей або у хворих на деякі види алергії.
Останніми роками серед віддалених наслідків часто називаються онкологічні захворювання.
Санітарні норми, незважаючи на те, що магнітне поле в усьому світі зараз вважається найбільш небезпечним для здоров'я, гранично допустима величина магнітного поля для населення не нормується. Більшість ЛЕП будувалася без урахування цієї небезпеки. На підставі масових епідеміологічних обстежень населення, що проживає в умовах опромінення магнітними полями ЛЕП як безпечний або «нормальний» рівень для умов тривалого опромінення, що не призводить до онкологічних захворювань, незалежно один від одного шведськими та американськими фахівцями рекомендовано величину щільності потоку магнітної індукції 0,2 ÷ 0,3 мкТл. Основний принцип захисту здоров'я населення від електромагнітного поля ЛЕП полягає у встановленні санітарно-захисних зон для ліній електропередачі та зниженням напруженості електричного поля у житлових будинках та в місцях можливого тривалого перебування людей шляхом застосування захисних екранів, межі санітарно-захисних зон для ЛЕП яких на діючих лініях. визначаються за критерієм напруженості електричного поля – 1 кВ/м (таблиці 1.2 ÷ 1.4).
Таблиця 1.2. Кордони санітарно-захисних зон для ЛЕП
Таблиця 1.4. Гранично допустимі рівні впливу електричного поля ЛЕП
Продовження таблиці 1.4
До розміщення високовольтних ліній (ПЛ) ультрависоких напруг (750 і 1150 кВ) висуваються додаткові вимоги щодо умов впливу електричного поля на населення. Так, найближча відстань від осі проектованих ПЛ 750 та 1150 кВ до меж населених пунктів має бути, як правило, не менше 250 та 300 м відповідно. Як визначити клас напруги ЛЕП? Найкраще звернутися до місцевого енергетичного підприємства, але можна спробувати візуально, хоча не фахівцеві це складно: 330 кВ – два дроти, 500 кВ – три дроти, 750 кВ – чотири дроти; нижче 330 кВ – по одному дроту на фазу, визначити можна лише приблизно за кількістю ізоляторів у гірлянді: 220 кВ – 10 ÷ 15 шт., 110 кВ – 6 ÷ 8 шт., 35 кВ – 3 ÷ 5 шт., 10 кВ та нижче – 1 шт.
Гранично допустимі рівні (ПДК). У межах санітарно-захисної зони ПЛ забороняється:
Розміщувати житлові та громадські будівлі та споруди;
Влаштовувати майданчики для стоянки та зупинки всіх видів транспорту;
Розміщувати підприємства з обслуговування автомобілів та склади нафти та нафтопродуктів;
Проводити операції з пальним, виконувати ремонт машин та механізмів.
Території санітарно-захисних зон дозволяється використовувати як сільськогосподарські угіддя, проте рекомендується вирощувати на них культури, що не потребують ручної праці. У разі, якщо на якихось ділянках напруженість електричного поля за межами санітарно-захисної зони виявиться вищою за гранично допустиму 0,5 кВ/м усередині будівлі та вище 1 кВ/м на території зони житлової забудови (у місцях можливого перебування людей), повинні бути вжиті заходи зниження напруженості. Для цього на даху будівлі з неметалевою покрівлею розміщується практично будь-яка металева сітка, заземлена не менш ніж у двох точках. У будинках з металевим дахом достатньо заземлити покрівлю не менш ніж у двох точках. На присадибних ділянках або інших місцях перебування людей напруженість поля промислової частоти може бути знижена шляхом встановлення захисних екранів, наприклад залізобетонні, металеві паркани, тросові екрани, дерева або чагарники заввишки не менше двох метрів.
Електропроводка.Найбільший внесок у електромагнітну обстановку житлових приміщень у діапазоні промислової частоти 50 Гц робить електротехнічне обладнання будівлі, а саме кабельні лінії, що підводять електрику до всіх квартир та інших споживачів системи життєзабезпечення будівлі, а також розподільні щити та трансформатори. У приміщеннях, суміжних з цими джерелами, зазвичай підвищений рівень магнітного поля промислової частоти, що викликається струмом, що протікає. Рівень електричного поля промислової частоти при цьому не високий і не перевищує ПДК для населення 500 В/м.
В даний час багато фахівців вважають гранично допустимою величину магнітної індукції, що дорівнює 0,2 ÷ 0,3 мкТл. При цьому вважається, що розвиток захворювань - передусім лейкемії - дуже ймовірний при тривалому опроміненні людини полями вищих рівнів (кілька годин на день, особливо в нічний час, протягом більше року).
Основний захід захисту – запобіжний:
Необхідно виключити тривале перебування (регулярно кілька годин на день) у місцях підвищеного рівня магнітного поля промислової частоти;
Ліжко для нічного відпочинку максимально видаляти від джерел опромінення, відстань до розподільних шаф, силових електрокабелів має бути 2,5 ÷ 3 метри;
Якщо у приміщенні чи суміжному є якісь невідомі кабелі, розподільні шафи, трансформаторні підстанції – видалення має бути максимально можливим, оптимально – проміряти рівень ЕМП до того, як жити в такому приміщенні;
При необхідності встановити підлогу з електропідігрівом вибирати системи зі зниженим рівнем магнітного поля.
Побутова електротехніка. Усі побутові прилади, які працюють із використанням електричного струму, є джерелами ЕМП. Найбільш потужними слід визнати НВЧ-печі, аерогрилі, холодильники із системою «без інею», кухонні витяжки, електроплити, телевізори. Реально створюване ЕМП залежно від конкретної моделі та режиму роботи може сильно відрізнятися серед обладнання одного типу. Значення магнітного поля тісно пов'язані з потужністю приладу – що вона вище, то вище магнітне поле під час його роботи. Значення електричного поля промислової частоти практично всіх електропобутових приладів не перевищують кількох десятків В/м на відстані 0,5 м, що значно менше за ПДК 500 В/м. (Таблиця 1.5 ÷ 1.6).
При розміщенні в квартирі побутової техніки керуйтеся такими принципами: розміщуйте побутові електроприлади якомога далі від місць відпочинку, не розташовуйте побутові електроприлади поблизу і не ставте їх один на одного.
Мікрохвильова піч (або НВЧ-піч) у своїй роботі використовує для розігріву їжі ЕМП, зване також мікрохвильовим випромінюванням або НВЧ-випромінюванням. Робоча частота НВЧ-випромінювання мікрохвильових печей становить 2,45 ГГц. Саме цього випромінювання і побоюються багато людей. Однак, сучасні мікрохвильові печі обладнані досить досконалим захистом, який не дає ЕМП вириватися за межі робочого об'єму. Однак, не можна говорити, що поле зовсім не проникає поза мікрохвильовою печею.
Таблиця 1.5. Рівні магнітного поля промислової частоти побутових електроприладів на відстані 0,3 м
З різних причин частина ЕМП, призначеного для приготування продукту, проникає назовні, особливо інтенсивно, як правило, в районі нижнього правого кута дверцят. Для забезпечення безпеки під час використання печей у побуті діють санітарні норми, що обмежують граничну величину витоку НВЧ-випромінювання мікрохвильової печі. Називаються вони «гранично допустимі рівні щільності потоку енергії, створюваної мікрохвильовими печами» і мають позначення СН № 2666-83. Згідно з цими санітарними нормами, величина щільності потоку енергії ЕМП не повинна перевищувати 10 мкВт/см 2 на відстані 50 см від будь-якої точки корпусу печі при нагріванні одного літра води. На практиці практично всі нові сучасні мікрохвильові печі витримують цю вимогу з великим запасом. Проте, при покупці нової печі треба переконатися, що у сертифікаті відповідності зафіксовано відповідність вашої печі вимогам цих санітарних норм. Треба пам'ятати, що з часом ступінь захисту може знижуватися, в основному через мікрощілини в ущільненні дверцята. Це може відбуватися як через попадання бруду, так і через механічні пошкодження. Тому дверцята та її ущільнення потребують акуратності у зверненні та ретельного догляду.
Термін гарантованої стійкості захисту від витоків ЕМП за нормальної експлуатації – кілька років.
Через п'ять – шість років експлуатації доцільно перевірити якість захисту, для чого запросити спеціаліста із спеціально акредитованої лабораторії з контролю ЕМП. Крім НВЧ-випромінювання роботу мікрохвильової печі супроводжує інтенсивне магнітне поле, створюване струмом промислової частоти 50 Гц, що протікає в системі електроживлення печі. При цьому мікрохвильова піч є одним із найпотужніших джерел магнітного поля в квартирі.
Таблиця 1.6. Гранично допустимі рівні ЕМП для споживчої продукції, що є джерелом ЕМП
| Джерело | Діапазон | Значення ПДК | Умови вимірювання |
| Індукційні печі | 20 ÷ 22 кГц | 500 В/м 4 А/м | Відстань 0,3 м від корпусу |
| НВЧ печі | 2,45 ГГц | 10 мкВт/см 2 | Відстань 0,50±0,05 м від будь-якої точки, при навантаженні 1 л води |
| Відеодис-плейний термінал ПЕОМ | 5 Гц ÷ 2 кГц | ЕПДК = 25 В/м УПДК = 250 нТл | Відстань 0,5 м навколо монітора ПЕОМ |
| 2 ÷ 400 кГц | ЕПДК = 2,5 В/мВ ПДК = 25 нТл | ||
| поверхневий електростатичний потенціал | V= 500 В | Відстань 0,1 м від екрана монітора ПЕОМ | |
| Інша продукція | 50 Гц | Е= 500 В/м | Відстань 0,5 м від корпусу виробу |
| 0,3 ÷ 300 кГц | Е= 25 В/м | ||
| 0,3 ÷ 3 МГц | Е= 15 В/м | ||
| 3 ÷ 30 МГц | Е= 10 В/м | ||
| 30 ÷ 300 МГц | Е= 3 В/м | ||
| 0,3 ÷ 30 ГГц | ППЕ = 10 мкВт/см 2 |
Теле- та радіостанції.Передавальні радіоцентри (ПРЦ) розміщуються у спеціально відведених їм зонах і можуть займати досить великі території (до 1000 га). За своєю структурою вони включають одну або кілька технічних будівель, де знаходяться радіопередавачі та антенні поля, на яких розташовуються до декількох десятків антенно-фідерних систем (АФС). АФС включає антену, що служить для вимірювання радіохвиль, і фідерну лінію, що підводить до неї високочастотну енергію, що генерується передавачем. Зону можливого несприятливого впливу ЕМП, створюваних ПРЦ, можна умовно розділити на частини. Перша частина зони – це власне територія ПРЦ, де розміщені всі служби, що забезпечують роботу радіопередавачів та АФС. Ця територія охороняється і її допускаються лише особи, професійно пов'язані з обслуговуванням передавачів, комутаторів і АФС. Друга частина зони - це прилеглі до ПРЦ території, доступ на які не обмежений і де можуть розміщуватися різні житлові споруди, в цьому випадку виникає загроза опромінення населення, що знаходиться в цій частині зони. Розташування ПРЦ може бути різним, наприклад, у Москві та московському регіоні характерно розміщення у безпосередній близькості або серед житлової забудови. Високі рівні ЕМП спостерігаються на територіях, а нерідко і за межами розміщення радіоцентрів, що передають низької, середньої та високої частоти (ПРЦ НЧ, СЧ і ВЧ). Детальний аналіз електромагнітної обстановки на територіях ПРЦ свідчить про її крайню складність, пов'язану з індивідуальним характером інтенсивності та розподілу ЕМП для кожного радіоцентру. У зв'язку з цим спеціальні дослідження такого роду проводяться для кожного окремого ПРЦ. Широко поширеними джерелами ЕМП у населених місцях в даний час є радіотехнічні центри передачі (РТПЦ), що випромінюють в навколишнє середовище ультракороткі хвилі ОВЧ і УВЧ-діапазонів.
Порівняльний аналіз санітарно-захисних зон (СЗЗ) та зон обмеження забудови у зоні дії таких об'єктів показав, що найбільші рівні опромінення людей та навколишнього середовища спостерігаються в районі розміщення РТПЦ «старої споруди» з висотою антеної опори не більше 180 м. Найбільший внесок у сумарну інтенсивність впливу вносять «кутові» три- та шестиповерхові антени ОВЧ ЧС-мовлення.
Радіостанції ДВ(Частоти 30 ÷ 300 кГц). У цьому діапазоні довжина хвиль відносно більша (наприклад, 2000 м для частоти 150 кГц). На відстані однієї довжини хвилі (і менше) від антени поле може бути досить великим, наприклад, на відстані 30 м від антени передавача потужністю 500 кВт, що працює на частоті 145 кГц, електричне поле може бути вище 630 В/м, а магнітне – вище 1,2 А/м.
Радіостанції СВ(Частоти 300 кГц ÷ 3 МГц). Дані для радіостанцій цього типу свідчать, що напруженість електричного поля з відривом 200 м може досягати 10 В/м, з відривом 100 м – 25 В/м, з відривом 30 м – 275 В/м (наведено дані для передавача потужністю 50 кВт) .
Радіостанції КВ(Частоти 3 ÷ 30 МГц). Передавачі радіостанцій КВ зазвичай мають меншу потужність. Однак вони частіше розміщуються у містах, можуть бути розміщені навіть на дахах житлових будівель на висоті 10 ÷ 100 м. Передавач потужністю 100 кВт на відстані 100 м може створювати напруженість електричного поля 44 В/м та магнітного поля 0,12 Ф/м.
Телевізійні передавачірозташовуються, зазвичай, у містах. Передавальні антени розміщуються зазвичай на висоті вище 110 м. З точки зору оцінки впливу на здоров'я інтерес становлять рівні поля на відстані від кількох десятків до кількох кілометрів. Типові значення напруженості електричного поля можуть досягати 15 В/м на відстані 1 км від передавача потужністю 1 МВт. Проблема оцінки рівня ЕМП телевізійних передавачів актуальна у зв'язку з різким зростанням кількості телевізійних каналів та станцій, що передають.
Основний принцип забезпечення безпеки – дотримання встановлених Санітарними нормами та правилами гранично допустимих рівнів електромагнітного поля. Кожен радіопередавальний об'єкт має Санітарний паспорт, у якому визначено межі санітарно-захисної зони. Тільки за наявності цього документа територіальні органи Держсанепіднагляду дозволяють експлуатувати радіопередаючі об'єкти. Періодично вони здійснюють контроль електромагнітної обстановки щодо її відповідності встановленим ПДУ.
Супутниковий зв'язок.Системи супутникового зв'язку складаються з приймально-передавальної станції на Землі та супутника, що знаходиться на орбіті. Діаграма спрямованості антени станцій супутникового зв'язку має яскраво виражений вузькоспрямований основний промінь - головний пелюстка. Щільність потоку енергії (ППЕ) у головному пелюстці діаграми спрямованості може досягати кількох сотень Вт/м 2 поблизу антени, створюючи також значні рівні поля великому видаленні.
Наприклад, станція потужністю 225 кВт, що працює на частоті 2,38 ГГц, створює з відривом 100 км ППЕ рівне 2,8 Вт/м 2 . Однак розсіювання енергії від основного променя дуже невелике і відбувається найбільше в районі розміщення антени.
Стільниковий зв'язок.Стільникова радіотелефонія є сьогодні однією з телекомунікаційних систем, що найбільш інтенсивно розвиваються. Основними елементами системи стільникового зв'язку є базові станції (БС) та мобільні радіотелефони (МРТ). Базові станції підтримують радіозв'язок з мобільними радіотелефонами, внаслідок чого БС та МРТ є джерелами електромагнітного випромінювання в діапазоні УВЧ. Важливою особливістю системи стільникового радіозв'язку є дуже ефективне використання системи радіочастотного спектру, що виділяється для роботи (багаторазове використання одних і тих же частот, застосування різних методів доступу), що робить можливим забезпечення телефонним зв'язком значної кількості абонентів. У роботі системи застосовується принцип розподілу деякої території на зони, або «стільники», радіусом зазвичай 0,5 ÷ 10 км. Базові станції (БС) підтримують зв'язок з мобільними радіотелефонами, що знаходяться в їх зоні дії, і працюють в режимі прийому і передачі сигналу. Залежно від стандарту (таблиця 17) БС випромінюють електромагнітну енергію в діапазоні частот 463 ÷ 1880 МГц. Антени БС встановлюються на висоті 15 ÷ 100 м від поверхні землі на вже існуючих спорудах (громадських, службових, виробничих та житлових будинках, димових трубах промислових підприємств тощо) або на спеціально споруджених щоглах. Серед встановлених в одному місці антен БС є як передавальні (або приймальні), так і приймальні антени, які не є джерелами ЕМП. Виходячи з технологічних вимог побудови системи стільникового зв'язку, діаграма спрямованості антен у вертикальній площині розрахована таким чином, що основна енергія випромінювання (понад 90%) зосереджена в досить вузькому промені. Він завжди спрямований у бік від споруд, на яких знаходяться антени БС, та вище прилеглих будівель, що є необхідною умовою для нормального функціонування системи.
БС є видом радіотехнічних об'єктів, що передають, потужність випромінювання яких (завантаження) не є постійною 24 години на добу. Завантаження визначається наявністю власників стільникових телефонів у зоні обслуговування конкретної базової станції та їх бажанням скористатися телефоном для розмови, що, у свою чергу, докорінно залежить від часу доби, місця розташування БС, дня тижня та ін. У нічний годинник завантаження БС практично дорівнює нулю , тобто. станції переважно «мовчать».
Таблиця 1.7. Короткі технічні характеристики стандартів системи стільникового радіозв'язку
| Найменування стандарту | Діапазон робочих частот БС, МГц | Діапазон робочих частот МРТ, МГц | Максимальна випромінювана потужність БС, Вт | Максимальна випромінювана потужність |
| МРТ Радіус "стільники" NMT-450. Аналоговий | 463 ÷ 467,5 | 453 ÷ 457,5 | 1 Вт; | |
| 1 ÷ 40 м | AMPS. | Аналоговий | 869 ÷ 894 | |
| 824 ÷ 849 | AMPS. | Аналоговий | 0,6 Вт; | |
| 2 ÷ 20 км | AMPS. | Аналоговий | D-AMPS (ІS-136). | |
| Цифровий | 0,2 Вт; | 0,5 ÷ 20 км | CDMA. Цифровий | |
| 0,6 Вт; | 2 ÷ 40 км | GSM-900 | Цифровий |
925 ÷ 965 890 ÷ 915
0,25 Вт;
0,5 ÷ 35 кмоснащені, як правило, антенами дзеркального типу та мають вузькоспрямовану діаграму випромінювання у вигляді променя, спрямованого вздовж оптичної осі. Радіолокаційні системи працюють на частотах від 500 МГц до 15 ГГц, але окремі системи можуть працювати на частотах до 100 ГГц. Створюваний ними ЕМ-сигнал принципово відрізняється від випромінювання інших джерел. Пов'язано це з тим, що періодичне переміщення антени у просторі призводить до просторової уривчастості опромінення. Тимчасова уривчастість опромінення обумовлена циклічності роботи радіолокатора на випромінювання. Час напрацювання у різних режимах роботи радіотехнічних засобів може обчислюватися від кількох годин на добу. Так у метеорологічних радіолокаторів з тимчасовою уривчастістю 30 хв – випромінювання, 30 хв – пауза сумарне напрацювання вбирається у 12 год, тоді як радіолокаційні станції аеропортів найчастіше працюють цілодобово. Ширина діаграми спрямованості горизонтальної площині зазвичай становить кілька градусів, а тривалість опромінення у період огляду становить десятки мілісекунд. Меморологічні радари можуть створювати на видаленні 1 км ППЕ ~ 100 Вт/м 2 за кожен цикл опромінення. Радіолокаційні станції аеропортів створюють ППЕ ~ 0,5 Вт/м 2 на відстані 60 м. Морське обладнання для радіолокації встановлюється на всіх кораблях, зазвичай воно має потужність передавача на порядок меншу, ніж у аеродромних радарів, тому в звичайному режимі сканування ППЕ, створюване на відстані кількох метрів, що не перевищує 10 Вт/м 2 . Зростання потужності радіолокаторів різного призначення та використання гостронаправлених антен кругового огляду призводить до значного збільшення інтенсивності ЕМІ НВЧ-діапазону і створює на території зони великої протяжності з високою щільністю потоку енергії. Найбільш несприятливі умови - у житлових районах міст, у межах яких розміщуються аеропорти.
Персональні комп'ютери. Основним джерелом несприятливого на здоров'я користувача комп'ютера є засіб візуального відображення інформації на електронно-променевій трубці. Нижче наведено основні фактори його несприятливого впливу.
Ергономічні параметри екрана монітора:
Зниження контрасту зображення в умовах інтенсивного зовнішнього засвічення;
Дзеркальні відблиски від передньої поверхні екранів моніторів;
Наявність мерехтіння зображення на екрані монітора.
Випромінювальні характеристики монітора:
Електромагнітне поле монітора в діапазоні частот 20 Гц ÷ 1000 МГц;
Статичний електричний заряд на моніторі;
Ультрафіолетове випромінювання в діапазоні 200 ÷ 400 нм;
Інфрачервоне випромінювання в діапазоні 1050 нм ÷ 1 мм;
Рентгенівське випромінювання > 1,2 кеВ.
Комп'ютер як джерело змінного електромагнітного поля.Основними складовими частинами персонального комп'ютера (ПК) є: системний блок (процесор) та різноманітні пристрої введення/виведення інформації: клавіатура, дискові накопичувачі, принтер, сканер тощо. Кожен персональний комп'ютер включає засіб візуального відображення інформації, по-різному - монітор, дисплей. Як правило, у його основі – пристрій на основі електронно-променевої трубки. ПК часто оснащують мережевими фільтрами (наприклад, типу Pilot), джерелами безперебійного живлення та іншим допоміжним електрообладнанням. Всі ці елементи під час роботи ПК формують складну електромагнітну обстановку робочому місці користувача.
Таблиця 1.8. Діапазон частот елементів ПК
Електромагнітне поле, яке створюється персональним комп'ютером, має складний спектральний склад у діапазоні частот 0 ÷ 1000 МГц (таблиця 1.9). Електромагнітне поле має електричну ( Е) та магнітну ( Н) складові, причому взаємозв'язок їх досить складний, тому оцінка Еі Нпроводиться окремо.
Таблиця 1.9. Максимальні зафіксовані на робочому місці значення ЕМП
У частині електромагнітних полів стандарту MPR II відповідають російські санітарні норми СанПіН 2.2.2.542-96. «Гігієнічні вимоги до відеодисплейних терміналів, персональних ЕОМ та організації робіт».
Засоби захисту користувачів від ЕМПЗдебільшого із засобів захисту пропонуються захисні фільтри для екранів моніторів. Вони використовуються для обмеження впливу на користувача шкідливих факторів екрану монітора.
У процесі еволюції та життєдіяльності людина відчуває вплив природного електромагнітного фону, характеристики якого використовуються як джерело інформації, що забезпечує безперервну взаємодію з умовами зовнішнього середовища, що змінюються.
Проте внаслідок науково-технічного прогресу електромагнітне тло Землі нині як збільшився, а й зазнав якісні зміни. З'явилися електромагнітні випромінювання таких довжин хвиль, які мають штучне походження внаслідок техногенної діяльності (наприклад, міліметровий діапазон довжин хвиль та ін.).
Спектральна інтенсивність деяких техногенних джерел електромагнітного поля (ЕМП) може істотно відрізнятися від природного електромагнітного фону, що еволюційно склався, до якого звикли людина та інші живі організми біосфери.
Джерела електромагнітних полів
До основних джерел ЕМП антропогенного походження відносяться телевізійні та радіолокаційні станції, потужні радіотехнічні об'єкти, промислове технологічне обладнання, високовольтні лінії електропередач промислової частоти, термічні цехи, плазмові, лазерні та рентгенівські установки, атомні та ядерні реактори тощо. Слід зазначити техногенні джерела електромагнітних та інших фізичних полів спеціального призначення, що застосовуються в радіоелектронній протидії та розміщуються на стаціонарних та пересувних об'єктах на землі, воді, під водою, у повітрі.
Будь-який технічний пристрій, що використовує або виробляє електричну енергію, є джерелом ЕМП, що випромінюються у зовнішній простір. Особливістю опромінення у міських умовах є вплив населення як сумарного електромагнітного фону (інтегральний параметр), і сильних ЕМП від окремих джерел (диференціальний параметр).
Основними джерелами електромагнітних полів (ЕМП) радіочастот є радіотехнічні об'єкти (РТО), телевізійні та радіолокаційні станції (РЛС), термічні цехи та ділянки в зонах, що примикають до підприємств. Вплив ЕМП промислової частоти пов'язані з високовольтними лініями (ПЛ) електропередач, джерелами постійних магнітних полів, застосовуваними промислових підприємствах. Зони з підвищеними рівнями ЕМП, джерелами яких можуть бути РТО та РЛС, мають розміри до 100...150 м. При цьому всередині будівель, розташованих у цих зонах, щільність потоку енергії, як правило, перевищує допустимі значення.
Спектр електромагнітних випромінювань техносфери
Електромагнітне поле являє собою особливу форму матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між електрично зарядженими частинками. Електромагнітне поле у вакуумі характеризується векторами напруженості електричного поля Е та індукції магнітного поля В, які визначають сили, що діють на нерухомі та заряди, що рухаються. У системі одиниць СІ розмірність напруженості електричного поля [Е] = В/м – вольт на метр та розмірність індукції магнітного поля [В] = Тл – тесла. Джерелами електромагнітних полів є заряди та струми, тобто. заряди, що рухаються. Одиниця заряду СІ називається кулон (Кл), а одиниця струму - ампер (А).
Сили взаємодії електричного поля із зарядами та струмами визначаються такими формулами:
F е = qЕ; F м = , (5.9)
де F е – сила, що діє на заряд з боку електричного поля, Н; q – величина заряду, Кл; F M – сила, що діє на струм з боку магнітного поля, Н; j - вектор щільності струму, що вказує напрям струму і дорівнює абсолютній величині А/м 2 .
Прямі дужки у другій формулі (5.9) позначають векторний добуток векторів j і В і утворюють новий вектор, модуль якого дорівнює добутку модулів векторів j і В, помноженому на синус кута між ними, а напрямок визначається за правилом правого "буравчика", тобто . при обертанні вектора j до вектора по найкоротшій відстані вектор . (5.10)
Перше доданок відповідає силі з боку електричного поля напруженістю Е, а друге - магнітній силі в полі з індукцією.
Електрична сила діє у напрямку напруженості електричного поля, а магнітна сила перпендикулярна як швидкості заряду, і вектору індукції магнітного поля, та її напрям визначається за правилом правого гвинта.
ЕМП від окремих джерел може бути класифіковано за декількома ознаками, найбільш загальний у тому числі - частота. Неіонізуючі електромагнітні випромінювання займають досить широкий діапазон частот від ультранизькочастотного (УНЧ) інтервалу 0...30 Гц до ультрафіолетової (УФ) області, тобто. до частот 3 · 1015 Гц.
Спектр техногенних електромагнітних випромінювань тягнеться від наддовгих хвиль (кілька тисяч метрів і більше) до короткохвильового γ-випромінювання (з довжиною хвилі менше 10-12 см).
Відомо, що радіохвилі, світло, інфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання, рентгенівські промені та γ-випромінювання - все це хвилі однієї електромагнітної природи, що відрізняються довжиною хвилі (табл. 5.4).
Піддіапазони 1...4 відносяться до промислових частот, піддіапазони 5...11 - до радіохвиль. До НВЧ-діапазону віднесено хвилі з частотами 3...30 ГГц. Однак історично склалося так, що під НВЧ-діапазоном розуміють коливання хвилі завдовжки від 1 м до 1 мм.
Таблиця 5.4. Шкала електромагнітних хвиль
|
Довжина хвилі λ |
Піддіапазони хвиль |
Частота коливань v |
Діапазон |
|
№1...4. Наддовгі хвилі |
|||
|
№ 5. Кілометрові хвилі (НЧ – низькі частоти) |
|||
|
№ 6. Гектометрові хвилі (СЧ – середні частоти) |
|||
|
Радіохвилі |
|||
|
№ 8. Метрові хвилі (ОВЧ – дуже високі частоти) |
|||
|
№ 9. Дециметрові хвилі (УВЧ – ультрависокі частоти) |
|||
|
№ 10. Сантиметрові хвилі (НВЧ - надвисокі частоти) |
|||
|
№ 11. Міліметрові хвилі (міліметровий діапазон) |
|||
|
0,1 мм (100 мкм) |
Субміліметрові хвилі |
||
|
Інфрачервоне випромінювання (ІЧ-діапазон) |
4,3 · 10 14 Гц |
Оптичний діапазон |
|
|
Видимий діапазон |
7,5 · 10 14 Гц |
||
|
Ультрафіолетове випромінювання (УФ-діапазон) |
|||
|
Рентгенівський діапазон |
|||
|
γ-Випромінювання |
|||
|
Космічні промені |
Під оптичним діапазоном радіофізики, оптики, квантової електроніки розуміється діапазон довжин хвиль приблизно від субміліметрового до далекого ультрафіолетового випромінювань. До видимого діапазону відносяться коливання хвиль завдовжки від 0,76 до 0,38 мкм.
Видимий діапазон становить невелику частину оптичного діапазону. Кордони переходів УФ-випромінювання, рентгенівського, γ-випромінювань точно не фіксовані, але приблизно відповідають зазначеним у табл. 5.4 значенням λ та v. Гамма-випромінювання, що має значну проникаючу здатність, переходить у випромінювання дуже великих енергій, зване космічними променями.
У табл. 5.5 наведено деякі техногенні джерела ЕМП, що працюють у різних діапазонах електромагнітного спектра.
Таблиця 5.5. Техногенні джерела ЕМП
|
Назва |
Діапазон частот (довжина хвиль) |
|
Радіотехнічні об'єкти |
30 кГц...30 МГц |
|
Радіопередавальні станції |
30 кГц...300 МГц |
|
Радіолокаційні та радіонавігаційні станції |
НВЧ-діапазон (300 МГц-300 ГГц) |
|
Телевізійні станції |
30 МГц...З ГГц |
|
Плазмові установки |
Видимий, ІЧ-, УФ-діапазони |
|
Термічні установки |
Видимий, ІЧ-діапазон |
|
Високовольтні лінії електропередач |
Промислові частоти, статична електрика |
|
Рентгенівські установки |
Жорсткий УФ-, рентгенівський діапазон, видиме свічення |
|
Оптичний діапазон |
|
|
НВЧ-діапазон |
|
|
Технологічні установки |
ВЧ-, НВЧ-, ІЧ-, УФ-, видимий, рентгенівський діапазони |
|
Ядерні реактори |
Рентгенівське іγ-випромінювання, ІЧ-, видиме тощо. |
|
Джерела ЕМП спеціального призначення (наземні, водні, підводні, повітряні), що застосовуються в радіоелектронній протидії |
Радіохвилі, оптичний діапазон, акустичні хвилі (комбінованість дії) |
Джерела електромагнітних полів (ЕМП) надзвичайно різноманітні - це системи передачі та розподілу електроенергії (лінії електропередачі - ЛЕП, трансформаторні та розподільні підстанції) та прилади, що споживають електроенергію (електродвигуни, електроплити, електронагрівачі, холодильники, телевізори, відеодисплейні термінали та ін.).
До джерел, що генерують і транслюють електромагнітну енергію, відносяться радіо- та телевізійні станції мовлення, радіолокаційні установки та системи радіозв'язку, найрізноманітніші технологічні установки в промисловості, медичні прилади та апаратура (апарати для діатермії та індуктотермії, УВЧ-терапії, прилади для ін).
Працюючий контингент та населення може піддаватися впливу ізольованої електричної або магнітної складових поля або їх поєднанню. Залежно від ставлення опромінюваної особи до джерела опромінення, прийнято розрізняти кілька видів опромінення - професійне, непрофесійне, опромінення в побуті та опромінення, яке здійснюється в лікувальних цілях. Професійне опромінення характеризується різноманіттям режимів генерації та варіантів впливу електромагнітних полів (опромінення в ближній зоні, в зоні індукції, загальне та місцеве, що поєднується з дією інших несприятливих факторів виробничого середовища). У разі непрофесійного опромінення найбільш типовим є загальне опромінення, найчастіше у хвильової зоні.
Електромагнітні поля, що генеруються тими чи іншими джерелами, можуть впливати на все тіло працюючої людини (загальне опромінення) або окремої частини тіла (місцеве опромінення). При цьому опромінення може мати характер ізольованого (від одного джерела ЕМП), поєднаного (від двох і більше джерел ЕМП одного частотного діапазону), змішаного (від двох і більше джерел ЕМП різних частотних діапазонів), а також комбінованого (в умовах одночасного впливу ЕМП) та інших несприятливих фізичних факторів виробничого середовища) впливу.
Електромагнітна хвиля - це коливальний процес, пов'язаний із взаємопов'язаними електричними і магнітними полями, що змінюються в просторі і в часі.
Електромагнітне поле - це область поширення електромагнітних
Характеристика електромагнітних хвиль. Електромагнітне поле характеризується частотою випромінювання f, що вимірюється в герцях, або довжиною хвилі X, що вимірюється в метрах. Електромагнітна хвиля поширюється у вакуумі зі швидкістю світла (3 108 м/с), і зв'язок між довжиною та частотою електромагнітної хвилі визначається залежністю
де з – швидкість світла.
Швидкість поширення хвиль у повітрі близька до швидкості їхнього поширення у вакуумі.
Електромагнітне поле має енергію, а електромагнітна хвиля, поширюючись у просторі, переносить цю енергію. Електромагнітне поле має електричну та магнітну складові (Таблиця № 35).
Напруженість електричного поля Е - це характеристика електричної складової ЕМП, одиницею виміру якої В/м.
Напруженість магнітного поля Н (А/м) – це характеристика магнітної складової ЕМП.
Щільність потоку енергії (ППЕ) - це енергія електромагнітної хвилі, яка переноситься електромагнітною хвилею в одиницю часу через одиничну площу. Одиницею виміру ППЕ є Вт/м.
Таблиця № 35. Одиниці виміру інтенсивності ЕМП у Міжнародній системі одиниць (СІ)
|
Для окремих діапазонів електромагнітних випромінювань – ЕМІ (світловий діапазон, лазерне випромінювання) запроваджено інші характеристики.
Класифікація електромагнітних полів Частотний діапазон та довжина електромагнітної хвилі дозволяють класифікувати електромагнітне поле на видиме світло (світлові хвилі), інфрачервоне (теплове) та ультрафіолетове випромінювання, фізичну основу яких складають електромагнітні хвилі. Ці види короткохвильового випромінювання надають на людину специфічний вплив.
Фізичну основу іонізуючого випромінювання також становлять електромагнітні хвилі дуже високих частот, що мають високу енергію, достатню для того, щоб іонізувати молекули речовини, в якій поширюється хвиля (Таблиця № 36).
Радіочастотний діапазон електромагнітного спектру ділиться на чотири частотні діапазони: низькі частоти (НЧ) - менше 30 кГц, високі частоти (ВЧ) - 30 кГц...30 МГц, ультрависокі частоти (УВЧ) - 30...300 МГц, надвисокі частоти ( НВЧ) – 300 МГц.750 ГГц.
Особливим різновидом електромагнітних випромінювань (ЕМІ) є лазерне випромінювання (ЛИ), що генерується в діапазоні довжин хвиль 0,1...1000 мкм. Чи особливістю є його монохроматичність (суворо одна довжина хвилі), когерентність (всі джерела випромінювання випромінюють хвилі в одній фазі), гостра спрямованість променя (мала розбіжність променя).
Умовно до неіонізуючих випромінювань (полів) можна віднести електростатичні поля (ЕСП) та магнітні поля (МП).
Електростатичне поле - це поле нерухомих електричних зарядів, що здійснює взаємодію між ними.
Статична електрика - сукупність явищ, пов'язаних із виникненням, збереженням та релаксацією вільного електричного заряду на поверхні або в обсязі діелектриків або на ізольованих провідниках.
Магнітне поле може бути постійним, імпульсним, змінним.
Залежно від джерел освіти електростатичні поля можуть існувати у вигляді власне електростатичного поля, що утворюється в різноманітних енергетичних установках і при електротехнічних процесах. У промисловості ЕСП широко використовуються для електрогазоочищення, електростатичної сепарації руд та матеріалів, електростатичного нанесення лакофарбових та полімерних матеріалів. Виготовлення, випробування,
транспортування та зберігання напівпровідникових приладів та інтегральних схем, шліфування та полірування футлярів радіотелевізійних приймачів,
технологічні процеси, пов'язані з використанням діелектричних
матеріалів, а також приміщення обчислювальних центрів, де зосереджена розмножувальна обчислювальна техніка характеризуються утворенням
електростатичні поля. Електростатичні заряди та створювані ними електростатичні поля можуть виникати при русі діелектричних рідин та деяких сипких матеріалів трубопроводами, переливанні рідин-діелектриків, скочуванні плівки або паперу в рулон.
Таблиця №36. Міжнародна класифікація електромагнітних хвиль
|
Електромагніти, соленоїди, установки конденсаторного типу, литі та металокерамічні магніти супроводжуються виникненням магнітних полів.
У електромагнітних полях виділяють три зони, які формуються різних відстанях від джерела електромагнітних випромінювань.
Зона індукції (ближня зона) - охоплює проміжок від джерела випромінювання до відстані, що дорівнює приблизно У2п ~ У6. У цій зоні електромагнітна хвиля ще не сформована і тому електричне та магнітне поля не взаємопов'язані та діють незалежно (перша зона).
Зона інтерференції (проміжна зона) - розташовується на відстані приблизно від У2п до 2лХ. У цій зоні відбувається формування ЕМВ і на людину діє електричне та магнітне поля, а також виявляється енергетична дія (друга зона).
Хвильова зона (дальня зона) - розташовується на відстанях понад 2лХ. У цій зоні електромагнітна хвиля сформована, електричне та магнітне поля взаємопов'язані. На людину у цій зоні впливає енергія хвилі (третя зона).
Дія електромагнітного поля на організм. Біологічний та патофізіологічний ефект впливу електромагнітних полів на організм залежить від діапазону частот, інтенсивності фактора, що впливає, тривалості опромінення, характеру випромінювання та режиму опромінення. Дія ЕМП на організм залежить від закономірності поширення радіохвиль у матеріальних середовищах, де поглинання енергії електромагнітної хвилі визначається частотою електромагнітних коливань, електричних та магнітних властивостей середовища.
Як відомо, провідним показником, що характеризує електричні властивості тканин організму, є їх діелектрична та магнітна проникність. У свою чергу, відмінності електричних властивостей тканин (діелектричної та магнітної проникності, питомого опору) пов'язані із вмістом у них вільної та зв'язаної води. Всі біологічні тканини, за діелектричною проникністю, поділяються на дві групи: тканини з високим вмістом води – понад 80% (кров, м'язи, шкіра, тканина мозку, тканина печінки та селезінки) та тканини із відносно низьким вмістом води (жирова, кісткова). Коефіцієнт поглинання у тканинах з високим вмістом води, при однакових значеннях напруженості поля, у 60 разів вищий, ніж у тканинах з низьким вмістом води. Тому глибина проникнення електромагнітних хвиль у тканини з низьким вмістом води у 10 разів більша, ніж у тканині з її високим вмістом.
Тепловий та атермічний ефект лежать в основі механізмів біологічної дії електромагнітних хвиль. Теплова дія ЕМП характеризується вибірковим нагріванням окремих органів та тканин, підвищенням загальної температури тіла. Інтенсивне опромінення ЕМП може викликати деструктивні зміни в тканинах та органах, проте гострі форми ураження зустрічаються вкрай рідко та їх виникнення найчастіше пов'язане з аварійними ситуаціями при порушенні техніки безпеки.
Хронічні форми радіохвильових уражень, їх симптоми та перебіг не мають строго специфічних проявів. Тим не менш, для них характерний розвиток астенічних станів і вегетативних розладів, головним чином
сторони серцево-судинної системи. Поряд із загальною астенізацією, що супроводжується слабкістю, підвищеною стомлюваністю, неспокійним сном, у хворих з'являються головний біль, запаморочення, психоемоційна лабільність, біль у серці, підвищена пітливість, зниження апетиту. Розвиваються ознаки акроціанозу, регіонарний гіпергідроз, похолодання кистей та стоп, тремор пальців рук, лабільність пульсу та артеріального тиску зі схильністю до брадикардії та гіпотонії; Дисфункція в системі гіпофіз – кора надниркових залоз призводить до змін секреції гормонів щитовидної та статевих залоз.
Однією з небагатьох специфічних поразок, викликаних впливом електромагнітних випромінювань радіочастотного діапазону, є розвиток катаракти. Крім катаракти, при впливі електромагнітних хвиль високих частот, можуть розвиватися кератити та пошкодження строми рогівки.
Інфрачервоне (теплове) випромінювання, світлове випромінювання при високих енергіях, а також ультрафіолетове випромінювання великого рівня, при гострому впливі можуть призводити до розширення капілярів, опіків шкіри та органів зору. Хронічне опромінення супроводжується зміною пігментації шкіри, розвитком хронічного кон'юнктивіту та помутнінням кришталика ока. Ультрафіолетове випромінювання невеликих рівнів корисне та необхідне для людини, оскільки сприяє посиленню обмінних процесів в організмі та синтезу біологічно активної форми вітаміну D.
Ефект впливу лазерного випромінювання на людину залежить від інтенсивності випромінювання, довжини хвилі, характеру випромінювання та часу дії. При цьому виділяють локальне та загальне ушкодження тих чи інших тканин організму людини. Органом-мішенню при цьому служить око, яке легко ушкоджується, порушується прозорість рогівки та кришталика, можливе пошкодження сітківки ока. Лазерне вивчення, особливо інфрачервоного діапазону, здатне проникати через тканини на значну глибину, вражаючи внутрішні органи. Довготривала дія лазерного випромінювання навіть невеликої інтенсивності може призвести до різних функціональних порушень нервової, серцево-судинної систем, залоз внутрішньої секреції, артеріального тиску, підвищення стомлюваності, зниження працездатності.
Гігієнічне нормування електромагнітних полів. Згідно з нормативними документами: СанПіН «Санітарно-епідеміологічні вимоги до експлуатації радіоелектронних засобів з умовами роботи з джерелами електромагнітного випромінювання» № 225 від 10.04.2007 р. МОЗ РК; СанПіН «Санітарні правила та норми захисту населення від впливу електромагнітних полів, створюваних радіотехнічними об'єктами» № 3.01.002-96 МОЗ РК; МУ
«Методичні вказівки щодо здійснення державного санітарного нагляду за об'єктами з джерелами електромагнітних полів (ЕМП) неіонізуючої частини спектру» № 1.02.018/у-94 МОЗ РК; МУ «Методичні рекомендації щодо проведення лабораторного контролю за джерелами електромагнітних полів неіонізуючої частини спектра (ЕМП) при здійсненні державного санітарного нагляду» № 1.02.019/р-94 МОЗ РК регламентується інтенсивність електромагнітних полів радіочастот на робочих місцях персоналу,
здійснює роботи з джерелами ЕМП та вимоги до проведення контролю, а також регламентується опромінення електричним полем як за величиною напруженості, так і тривалості дії.
Частотний діапазон радіочастот електромагнітних полів (60 кГц - 300 МГц) оцінюється напруженістю електричної та магнітної складових поля; в діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц - поверхневою щільністю потоку енергії випромінювання та створюваним ним енергетичним навантаженням (ЕН). Сумарний потік енергії, що проходить через одиницю поверхні, що опромінюється за час дії (Т), і виражається твором ППЭ Т являє собою енергетичне навантаження.
На робочих місцях персоналу напруженість ЕМП у діапазоні частот 60 кГц - 300 МГц протягом робочого дня не повинна перевищувати встановлених гранично допустимих рівнів (ПДК):
У випадках, коли час впливу ЕМП на персонал не перевищує 50% тривалості робочого часу, допускаються рівні вище вказаних, але не більше ніж у 2 рази.
Нормування та гігієнічна оцінка постійних магнітних полів (ПМП) у виробничих приміщеннях та на робочих місцях (Таблиця №37) здійснюється диференційовано, залежно від часу впливу на працівника протягом робочої зміни та врахування умов загального чи локального опромінення.
| Таблиця № 37. ПДУ впливу ПМП на працюючих. |
Досить широко використовуються також гігієнічні нормативи ПМП (Таблиця № 38), розроблені Міжнародним комітетом з неіонізуючих випромінювань, що функціонує при Міжнародній асоціації радіаційного захисту.
Захист людини від шкідливого впливу електромагнітного поля промислової частоти
В даний час у побуті та на виробництві широко використовуються прилади та електроустановки різного призначення, що розповсюджують електромагнітні поля. Серед різних фізичних факторів навколишнього середовища, які можуть несприятливо впливати на людину, велику небезпеку становить електромагнітне поле (ЕМП) промислової частоти 50 Гц.
Джерела електромагнітних полів
Органи чуття людини не сприймають електромагнітні поля. Людина не може контролювати рівень випромінювання і оцінити небезпеку, що загрожує, свого роду електромагнітного смогу. Електромагнітне випромінювання поширюється у всіх напрямках і надає, передусім, вплив на людини, працюючого з приладом-випромінювачем, і навколишнє середовище (зокрема інші живі організми). Відомо, що магнітне поле виникає довкола будь-якого предмета, що працює від електричного струму. Елементарним джерелом ЕМП є звичайний провідник, яким проходить змінний струм будь-якої частоти, тобто. Практично будь-який електроприлад, застосовуваний людиною у побуті, є джерелом ЭМП.
Електричні мережі, що обплутують стіни наших квартир, добре можна побачити в період їх монтажу ще до оштукатурювання стін. Це, перш за все, розведення мереж до всіх розеток та вимикачів, а також кабелі та різного виду подовжувачі електропобутових приладів. Додайте сюди ще й кабелі, що живлять житлові будинки від міських трансформаторних підстанцій, розведення електромереж по поверхах будинку до електролічильників та засобів автоматичного захисту кожної квартири, систему електроживлення ліфтів та освітлення коридорів, під'їздів будинків тощо.
У повсякденній діяльності в умовах території, зайнятої житловою та громадською забудовою, вулицями, площами загального користування, людина також піддається дії ЕМП промислової частоти від різних джерел.
Через житлові райони міст прокладено повітряні лінії електропередачі (ЛЕП). Повітряні ЛЕП глибокого введення напругою 10, 35 і 110 кВ, що проходять через житлову забудову, зачіпають невелику частину жителів міст та населених пунктів, але викликають обґрунтовані скарги з їхнього боку навіть за відсутності перевищення гранично допустимих рівнів електромагнітного поля. Серед інших джерел електромагнітних полів промислової частоти досить широко поширені відкриті розподільні пристрої трансформаторних підстанцій, міський електротранспорт (контактні мережі тролейбусів і трамваїв) та залізничний електротранспорт, який зазвичай або наближений до житлових корпусів, або перерізає населені пункти (села, міста тощо). . Звичайно, стіни будинків, особливо із залізобетонних панелей, є екранами і тим самим знижують рівень ЕМП, проте не враховувати вплив зовнішніх ЕМП на людину не можна. У табл.1 наведено середні рівні електромагнітного поля на відкритій території та всередині житлових приміщень, який практично є середньостатистичний промисловий район.
Крім внутрішніх та зовнішніх електромереж не слід забувати ще й внутрішні та локальні джерела ЕМП, максимально наближені до людини. До них можна віднести фізіотерапевтичну апаратуру лікарень, побутові електроспоживачі, які живляться від електромереж із промисловою частотою 50 Гц.
Виміри напруженості магнітних полів, створюваних побутовими електроприладами, показали, що й короткочасне вплив виявляється навіть сильнішим, ніж довгострокове перебування людини поруч із лініями електропередачі. Рівень напруженості магнітного поля різних відстанях від побутових приладів до людини, мГс, наведено в табл.2.
Вплив ЕМП на організм людини
Ступінь біологічного впливу ЕМП на організм людини залежить від частоти коливань, напруженості поля та його інтенсивності.
Людське тіло є якоюсь судиною, наповненою рідиною, провідність якої пояснюється наявністю в ній гемоглобіну, що містить в крові людини комплексні сполуки заліза з білком. Таким чином, є сприятливі умови, коли зовнішні змінне магнітне поле може наводити в залізистому білку тіла людини струм і створити можливість взаємодії червоних кров'яних тілець з цим полем.
Відомо, що при потужності 10 мВт/см2 поверхні поверхні тканина людини може прогрітися на кілька десятих часток градуса. А від частоти випромінювання залежить інтенсивність поглинання електромагнітної енергії у тілі людини.
Дія ЕМП особливо великої напруженості (розподільного пристрою підстанцій та ліній електропередачі напруги 330 – 500 – 750 – 1500 кВ) проявляється по-різному. Перебуваючи в ЕМП, тіло людини заряджається за будь-якого зіткнення з металевою конструкцією підстанції або ЛЕП, що призводить до розрядного імпульсу. Встановлено, що час такого імпульсу складає мікросекунди. Ефект цього розряду нагадує відчуття неприємного несподіваного уколу. Наслідком цього може бути ослаблення хапальної здатності пальців і в цілому кистей рук, втрата, можливо, на якісь мікросекунди, психологічної орієнтації та ін., що може призвести до травм: падіння верхолаза з висоти опори, забиття робітників, що стоять внизу що випали з рук верхолаза і т.д.
В цілому інтенсивне ЕМП промислової частоти викликають у робітників:
Порушення функціонального стану центральної нервової, серцево-судинної та ендокринної систем;
Запаморочення, порушення сну, підвищення сонливості, млявості, стомлюваності, зниження точності рухів;
Зміна кров'яного тиску та пульсу, виникнення болів у серці, що супроводжуються головним болем та аритмією тощо.
порушення статевої функції;
Погіршення розвитку ембріона;
Всі ці зміни в організмі людини фіксуються при медичних обстеженнях (аналіз крові, електрокардіографії тощо)
За останні роки з'явилася інформація про те, що джерелом злоякісних новоутворень може бути ЕМП промислової частоти.
Захист людини від ЕМП
Для захисту людей від шкідливого впливу ЕМП застосовуються нормативи та стандарти, які являють собою певний компроміс між перевагами застосування нових технологій та нової техніки та можливим ризиком, заподіяним цим застосуванням.
Допустимі рівні неіонізуючих випромінювань різних видів та діапазонів частот тощо.
В основі встановлення гранично допустимих рівнів (ПДК) лежить принцип пороговості шкідливого впливу ЕМП на людину. Як ПДУ ЕМП передбачені такі рівні, які при систематичному опроміненні в робочому режимі для конкретного джерела ЕМП не викликають у людей (без обмеження статі та віку) захворювань і відхилень у стані здоров'я. У табл.3 наведено допустимі рівні напруженості поля від ЛЕП промислової частоти.
Проте важливим є як величина напруженості ЭМП, а й тривалість перебування людини у зоні дії цього поля. На основі досліджень розроблено такі нормативи для електричних полів промислової частоти, що передбачають обмеження часу перебування людини в зоні джерела ЕМП (див. табл.4)
При напруженості ЕМП 5 кВ/м виконання робіт не обмежується як за характером, так і за тривалістю виконання. При напруженості понад 25 кВ/м, а також, якщо потрібна більша тривалість перебування людини в ЕМП, ніж наведено вище, роботи повинні виконуватися із застосуванням засобів захисту, наприклад спеціального одягу, тканина якого має властивості екрану. Як тканини використовуються тканини з провідною фарбою, тканини, що містять волокна з гнучкого мідного дроту, тканини з нитками з провідного полімеру і т.д.
Як запобіжні заходи передбачається здійснення постійного контролю електромагнітної обстановки шляхом проведення електромагнітного моніторингу, а також прогнозування розвитку в цілому для підприємства або організації електромагнітної обстановки.
Розміри санітарно-захисних зон ЛЕП залежно від їхнього класу напруги (f = 50 Гц) наведені в табл.5.
Під санітарно-захисною зоною розуміється так звана охоронна зона, що має умовний напрямок вздовж повітряної лінії електропередачі та відраховується від проекції крайніх проводів ЛЕП по землі.
Слід зауважити, що регламентація розмірів санітарно-захисної зони ЛЕП здійснюється за класом напруги ЛЕП 330 кВ і вище за електричною складовою. Однак щодо магнітної складової електромагнітного поля ЛЕП, більш небезпечної, ніж електрична складова, розміри санітарно-захисної зони імовірно можуть становити 200...400 м. Дослідження щодо встановлення остаточних розмірів охоронної зони магнітної складової слід продовжити.
Розміщувати житлові будинки;
Передбачати стоянки та зупинки всіх видів транспорту;
Влаштовувати будь-які спортивні та ігрові майданчики;
Збирати гриби, будь-які плоди, ягоди та особливо лікарські рослини.
Для контролю за електромагнітною ситуацією в житлових будинках або в офісних приміщеннях, де знаходиться людина, використовуються прилади, що складаються з реєстратора інтенсивності ЕМП (змінного та електростатичного) типу РІЕП - 50/20 та реєстратора інтенсивності магнітного поля РІМП 50/2,4, що дають світловий та звуковий сигнали при перевищенні ПДК для даного джерела.
Передбачається також захист від впливу ЕМП так званим методом відстаней від джерел ЕМП, тобто. санітарно-захисної зони, розміри якої залежить від напруженості джерела (табл.4).
Щодо методів захисту людини в житлових приміщеннях, то з цього приводу можна дати деякі практичні рекомендації.
Оскільки у власній квартирі повністю позбавитися побутових електроприладів практично неможливо, бажано дотримуватися таких правил:
Не встановлювати над ліжком засоби освітлення (бра, світильники з плафонами), світлопотік від яких звернений вниз, на Вас, - світло має бути спрямоване лише вгору;
Не встановлювати в спальні телевізор, комп'ютер, базу радіотелефону, який краще замінити звичайним;
Не ставити біля узголів'я електронний годинник (будильник);
Вимикати від мережі на ніч телевізор, музичний центр, програвач та інші джерела електромагнітного випромінювання, які можуть перебувати у черговому режимі тощо.
Відмовитись по можливості від систематичного використання електричних бритв;
Застосовувати праски з біфілярною обмоткою нагрівальних спіралей (така обмотка не має індуктивності).
Висновки
На основі вітчизняних та зарубіжних досліджень встановлено наявність зв'язків деяких захворювань населення із впливом електромагнітних випромінювань, зокрема ЕМП.
Встановлення зазначених взаємозв'язків є предметом подальших досліджень електромагнітного навантаження з урахуванням статистичних показників стану здоров'я окремих груп населення, зокрема з урахуванням професії, віку, статі тощо.
Література
Дунаєв В.М. Формування електромагнітного навантаження за умов міського середовища//Санітарія та гігієна. – 2002. – №5. -С.31-34.
Ємельянов В. Заходи щодо захисту населення та територій в умовах електромагнітного забруднення навколишнього середовища//Основи безпеки життєдіяльності. -2000. - №1. – С.58-61.