Влияние электромагнитного излучения на организм человека

На территориях размещения передающих радиоцентров, а нередко  и за их пределами, наблюдаются высокие  уровни ЭМИ низкой, средней и высокой  частоты (ПРЦ НЧ, СЧ и ВЧ). Детальный  анализ электромагнитной обстановки на территориях ПРЦ свидетельствует  о ее крайней сложности, связанной  с индивидуальным характером интенсивности  и распределения ЭМИ для каждого  радиоцентра. В связи с этим специальные  исследования такого рода проводятся для каждого отдельного ПРЦ.

Широко распространенными  источниками ЭМИ 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 (СЗЗ) 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 ЧМ-вещания.

2.4. Сотовая связь

Основными элементами системы  сотовой связи являются базовые  станции (БС), которые поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами (МРТ). Базовые станции БС и МРТ  являются источниками электромагнитного  излучения в УВЧ-диапазоне.

Некоторые технические характеристики действующих в настоящее время  в России стандартов системы сотовой  радиосвязи приведены в табл. 1.

 

 

 

 

 

Таблица 1 – Краткие технические характеристики стандартов системы сотовой радиосвязи, действующих в России

Наименование стандарта	Диапазон   рабочих   частот БС	Диапазон   рабочих   частот МРТ	Максимальная   излучаемая  мощность БС	Максимальная   излучаемая   мощность МРТ	Радиус   «соты»
NMT-450   аналоговый	463 – 467,5 МГц	453 – 457,5 МГц	100 Вт	1 Вт	1– 40 км
AMPS  аналоговый	869 – 894 МГц	824 – 849 МГц	100 Вт	0,6 Вт	2– 20 км
D-AMPS   (IS-136)   цифровой	869 – 894 МГц	824 – 849 МГц	50 Вт	0,2 Вт	0,5–20 км
CDMA   цифровой	869 – 894 МГц	824 – 849 МГц	100 Вт	0,6 Вт	2– 40 км
GSM-900   цифровой	925 – 965 МГц	890 – 915 МГц	40 Вт	0,25 Вт	0,5–35 км
GSM-1800   (DCS)   цифровой	1805 – 1880 МГц	1710 – 1785 МГц	20 Вт	0,125 Вт	0,5–35 км

 

Базовые станции поддерживают связь с находящимися в их зоне действия мобильными радиотелефонами  и работают в режиме приема и передачи сигнала. В зависимости от стандарта, БС излучают электромагнитную энергию  в диапазоне частот от 463 до 1880 МГц.

Антенны БС устанавливаются  на высоте 15–100 метров от поверхности  земли на уже существующих постройках (общественных, служебных, производственных и жилых зданиях, дымовых трубах промышленных предприятий и т. д.) или на специально сооруженных мачтах.

К выбору места размещения антенн БС с точки зрения санитарно-гигиенического надзора не предъявляется никаких  иных требований, кроме соответствия интенсивности электромагнитного  излучения значениям предельно  допустимых уровней, установленных  действующими Санитарными правилами  и нормами СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)» в местах, определенных этими Санитарными правилами и нормами.

Среди установленных в  одном месте антенн БС имеются  как передающие (или приемопередающие), так и приемные антенны, которые  не являются источниками ЭМИ.

Передающие (приемопередающие) антенны БС могут быть двух типов:

• с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости (тип «Omni») – рис. 5;
• направленные (секторные) – рис. 6.

Согласно Санитарным нормам и правилам, антенны БС размещаются  на уже существующих постройках любого типа и на специально сооружаемых мачтах.

Среди установленных в  одном месте антенн БС имеются  как передающие (или приемопередающие), так и приемные антенны, которые не являются источниками ЭМИ.

 

Рис. 5 – Диаграмма направленности антенны типа «Omni»

 

Рис. 6 – Диаграмма направленности секторной антенны

 

Диаграмма направленности антенн в вертикальной плоскости построена  таким образом, что основная энергия  излучения (более 90 %) сосредоточена  в довольно узком «луче» (рис. 7).

 

Рис. 7 – Диаграмма направленности антенн

 

Он всегда направлен в  сторону от сооружений, на которых  находятся антенны БС, и выше прилегающих  построек, что является необходимым  условием для нормального функционирования системы сотовой связи.

Антенны БС не излучают постоянную мощность 24 часа в сутки, а имеют  переменный график излучения, определяемый загрузкой, то есть наличием владельцев сотовых телефонов в зоне обслуживания конкретной базовой станции и  их желанием воспользоваться телефоном  для разговора (рис.8). Для станций, расположенных в различных районах  города, график загрузки различный. В  ночные часы загрузка БС практически  равна нулю, т. е. станции в основном «молчат».

 

Рис. 8 – График загрузки БС в черте города в зависимости от времени суток

 

Мобильный радиотелефон (МРТ) представляет собой малогабаритный приемопередатчик. В зависимости  от стандарта телефона, передача ведется  в диапазоне частот 453 – 1785 МГц. Мощность излучения МРТ является величиной  переменной, в значительной степени зависящей от состояния канала связи «мобильный радиотелефон – базовая станция», т. е. чем выше уровень сигнала БС в месте приема, тем меньше мощность излучения МРТ. Максимальная мощность находится в границах 0,125–1 Вт, однако в реальной обстановке она обычно не превышает 0,05 – 0,2 Вт.

2.5. Персональный компьютер

Основными составляющими  частями персонального компьютера (ПК) (рис. 9) являются: системный блок (процессор) и разнообразные устройства ввода/вывода информации: клавиатура, дисковые накопители, принтер, сканер и т. п.

 

Рис. 9 – Основные излучающие элементы ПК

 

Каждый персональный компьютер  включает средство визуального отображения  информации, называемое по-разному  – монитор, дисплей, главным компонентом  которого часто является устройство на основе электронно-лучевой трубки. ПК часто оснащают сетевыми фильтрами (например, типа «Pilot»), источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным электрооборудованием.

Все эти элементы при работе ПК формируют сложную электромагнитную обстановку на рабочем месте пользователя (таблица 2).

Кроме того, на рабочем месте  пользователя источниками более  мощными, чем компьютер, могут выступать  объекты: ЛЭП, трансформаторные подстанции, распределительные щиты, электропроводка, бытовые и конторские электроприборы (у всех источников первая гармоника – 50 Гц), телевизоры (0–15,6 кГц), соседние ПК (0-1000 МГц) и т. д.

 

 

Таблица 2 – Частотные характеристики электромагнитного излучения ПК

Источник	Диапазон частот (первая гармоника)
Монитор сетевой трансформатор  блока питания	50 Гц
статический преобразователь  напряжения в импульсном блоке питания	20 - 100 кГц
блок кадровой развертки  и синхронизации	48 - 160 Гц
блок строчной развертки  и синхронизации	15 - 110 кГц
ускоряющее анодное напряжение монитора (только для мониторов с  ЭЛТ)	0 Гц (электростатика)
Системный блок (процессор)	50 Гц - 1000 МГц
Устройства ввода/вывода информации	0 Гц, 50 Гц
Источники бесперебойного питания	50 Гц, 20 - 100 кГц

 

Спектральная характеристика излучения ПК представлена на рис. 10.

 

 

 

Рис. 13 – Спектральная характеристика ПК

 

Общая картина поля на рабочем  месте может быть очень сложной (рис. 11)

 

Рис. 11 – Пример типичного распределения магнитного поля в диапазоне от 5 Гц до 2 кГц в помещении, оснащенном компьютерами

2.6. Бытовые приборы

Основными источниками электромагнитных излучений промышленной частоты (50/60 Гц) являются элементы токопередающих систем различного напряжения (линии электропередачи, открытые распределительные устройства, их составные части), электроприборы и аппаратура промышленного и бытового назначения, потребляющая электроэнергию.

Из бытовых приборов наиболее мощными следует признать СВЧ-печи, различного рода грили, холодильники с системой «без инея», кухонные вытяжки, электроплиты, телевизоры.

Реально создаваемое ЭМИ в зависимости от конкретной модели и режима работы может сильно различаться среди оборудования одного типа (рис. 12).

Все нижеприведенные данные относятся к магнитному полю промышленной частоты 50 Гц. Согласно современным  представлениям, оно может быть опасным  для здоровья человека, если происходит продолжительное облучение (регулярно, не менее 8 часов в сутки, в течение  нескольких лет) с уровнем выше 0,2 мкТл.

 

Рис. 12 – Уровни излучений магнитного поля бытовых приборов на расстоянии 0,3 м

 

Средние уровни магнитного поля промышленной частоты бытовых  электроприборов на расстоянии 0,3 м  показаны на рис. 12, а изменение уровня в зависимости от расстояния на рис.13.

Рис. 13 – Изменение уровня магнитного поля промышленной частоты  
бытовых электроприборов в зависимости от расстояния

 

В табл. 3 представлены данные о расстоянии, на котором фиксируется  магнитное поле промышленной частоты (50 Гц) величиной 0,2 мкТл при работе ряда бытовых приборов.

 

Таблица 3 – Распространение  магнитного поля промышленной частоты  от бытовых электрических приборов (выше уровня 0,2 мкТл)

Источник	Расстояние, на котором фиксируется  величина больше 0,2 мкТл
Холодильник, оснащенный системой «No frost» (во время работы компрессора)	1,2 м от дверцы;   1,4 м от задней стенки
Холодильник обычный (во время  работы компрессора)	0,1 м от электродвигателя  компрессора
Утюг (режим нагрева)	0,25 м от ручки
Телевизор 14"	1,1 м от экрана;   1,2 м от боковой стенки
Электрорадиатор	0,3 м
Торшер с двумя лампами  по 75 Вт	0,03 м (от провода)
Электродуховка	0,4 м от передней стенки

2.7. Электропроводка

Среди наиболее опасных источников, излучающих в жилые квартиры, но находящихся вне их, особое место  занимают трансформаторные подстанции, домовые распределительные щиты электропитания, кабели электропитания. Наличие их можно в большинстве случаев определить визуально, однако безопасное расстояние можно определить только с помощью специальных приборов. Типичное безопасное расстояние – 1,5-5 метров.

Пример распределения  магнитного поля промышленной частоты  в комнате, в которую излучает внешний источник, приведен на рис. 14.

 

Рис. 14 – Источник излучения - общий силовой кабель подъезда

 

Зона для выбора спального  места (безопасная зона) отмечена звездочкой.

Наибольшее влияние на электромагнитную обстановку жилых  помещений в диапазоне промышленной частоты 50 Гц оказывает электротехническое оборудование здания, а именно кабельные  линии, подводящие электричество ко всем квартирам и другим потребителям системы жизнеобеспечения здания, и  распределительные щиты и трансформаторы. В помещениях, смежных с этими  источниками, обычно повышен уровень  магнитного поля промышленной частоты. Уровень электрического поля промышленной частоты при этом обычно невысокий  и не превышает ПДУ для населения 500 В/м.

2.8. Линии  электропередачи

В зависимости от назначения и номинального напряжения линии  электропередачи (ЛЭП) подразделяются на:

• сверхдальние (500 кВ и выше);
• магистральные (220-330 кВ);
• распределительные (30-150 кВ);
• подводящие (менее 20 кВ).

Провода работающей линии  электропередачи создают в прилегающем  пространстве электрическое и магнитное  поля промышленной частоты.

Расстояние, на которое распространяются эти поля от проводов линии, достигает  десятков метров.

Дальность распространения  электрического поля зависит от класса напряжения ЛЭП (цифра, обозначающая класс  напряжения, стоит в названии ЛЭП  – например, ЛЭП 220 кВ): чем выше напряжение – тем больше зона повышенного  уровня электрического поля, при этом размеры зоны не изменяются в течение  времени работы ЛЭП.

Дальность распространения  магнитного поля зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии. Поскольку нагрузка ЛЭП может  неоднократно изменяться как в течение  суток, так и с изменением сезонов  года, размеры зоны повышенного уровня магнитного поля также меняются.