Экология: проблемы и решения

Электромагнитные поля частотой 50 Гц создаются электроэнергетическими системами. Электроэнергетической системой называется совокупность источников, потребителей электрической энергии, связанных между собой электрической сетью. Наиболее сильные поля промышленной частоты регистрируются на подстанциях, вблизи высоковольтных ЛЭП, в непосредственной близости от мощных электрических устройств (генераторов, двигателей, трансформаторов и др.).

Высокие уровни индукции ЭМП регистрируются в машинных залах ТЭЦ в непосредственной близости от оборудования статорных цепей генераторов (выводов статора, ячеек генераторного выключателя, генераторных токопроводов), вблизи ограждающей сетки, в проходах возле указанного оборудования.

В диапазоне длинных, средних, коротких и ультракоротких волн работают радиопередающие средства вещания и связи. Воздействию ЭМП указанных спектров частот подвергаются экипажи судов, дежурный персонал радиоцентров, антенщики, занятые ремонтными и профилактическими работами с антенно-мачтовыми сооружениями. В помещениях радиоцентра может регистрироваться вторичное (отраженное) излучение. В аппаратных залах современных радиоцентров уровни ЭМП, как правило, не превышают предельно допустимых значений. Электромагнитные поля более высоких уровней регистрируются на антенных полях, в зонах пребывания персонала, обслуживающего антенно-мачтовые сооружения.

Воздействию ЭПМ, создаваемых антенными  системами передающих радиоцентров, может подвергаться население, проживающее вблизи радиотехнического объекта (селитебная территория).

Электромагнитные излучения диапазона 3–300 МГц широко используются в области радиовещания и связи.

Электромагнитные излучения диапазона 300 МГц – 300 ГГц широко используется в промышленных установках различного назначения (радиорелейная, тропосферная, спутниковая системы связи).

СВЧ энергия используется в устройствах  бытового назначения — микроволновых печах (2450 МГц или l = 12,3 см).

Распространенной областью применения СВЧ устройств является радиолокация. Передатчики современных РЛС  как правило эффективно экранированы и не создают в процессе эксплуатации высоких уровней ЭМП на рабочих местах. Источниками наиболее интенсивного электромагнитного излучения в радиотехнических системах являются антенны различного конструктивного исполнения.

Антенны радиолокационных станций в зависимости от своего назначения излучают в окружающее пространство ЭМП различных частотных диапазонов с разнообразной длительностью импульсов и частотой их повторения.

В настоящее время интенсивно развиваются  системы сухопутной подвижной радиосвязи. В России наибольшее распространение получили сети транкинговой радиотелефонной и сотовой подвижной связи.

Базовые станции систем подвижной  связи имеют большое количество наружных (устанавливаемых вне помещения) антенно-мачтовых и фидерных сооружений. В их состав входят: опоры (мачты, башни), собственно антенны, магистральные и распределительные фидеры. Антенны устанавливаются на крышах зданий, расположенных в густонаселенных районах. Практика показывает, что антенны базовых станций не создают высоких уровней излучений в зданиях установки антенн и расположенных напротив.

Большую опасность для пользователей  представляет излучение от антенн подвижных объектов. К ним относится антенны автомобильных и портативных радиостанций. Технические средства, установленные на автомобиле, облучают прохожих и абонентов внутри автомобиля. Люди, пользующиеся ручными радиостанциями на улице и в общественных местах, также подвергают воздействию и себя, и окружающих. Излучения ручных радиотелефонов для здоровья пользователей потенциально опасно с нескольких позиций. Так, излучающая антенна находится в непосредственной близости от головы человека. Вследствие этого воздействию модулированных ЭМП подвергается мозг, щитовидная железа, зрительный и слуховой анализаторы, рука. Пользователь расположен в ближней зоне излучения, где поле не сформировано и имеют место пучности (точки с повышенным уровнем ЭМП). Радиотелефоны работают в диапазоне дециметровых волн, обладающих повышенной глубиной проникновения. Соизмеримость размеров тела и органов человека с длиной излучаемых волн усиливает биологическую эффективность ЭМИ.

На рабочих местах пользователей  персональными ЭВМ регистрируются электромагнитные поля широкого спектра. Так, электростатические поля создает электронно-лучевая трубка видеодисплейного терминала. Заметный вклад в общее электростатическое поле вносят электризующиеся от трения поверхности клавиатуры и мыши. Эксперименты показывают, что даже после непродолжительной работы с клавиатурой электростатическое поле быстро возрастает. Переменные электрические и магнитные поля создаются системами кадровой и строчной развертки электронного луча.

Требуют внимания с позиции обеспечения  электромагнитной безопасности пользователей ПЭВМ портативные компьютеры. В них отсутствует электронно-лучевая трубка, суммарное излучение почти полностью определяется импульсными блоками питания. Таких блоков несколько: сетевой адаптер, блок питания электроники, блок питания люминесцентной лампы, подсвечивающей изнутри плоский экран.

Влияние электромагнитных полей на организм человека

Анализ многочисленных работ клинического плана свидетельствует, что уже  в первые годы контакта с ЭМИ работающие начинают жаловаться на головную боль, на боли в сердце, повышенную утомляемость, ухудшение памяти, понижение работоспособности.

Анализ заболеваемости с временной  нетрудоспособностью показывает, что  работающие с ЭМП чаще и длительнее болеют. В структуре патологии на первый план выступают функциональные расстройства центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Наблюдается повышенный уровень острых респираторных заболеваний, что, по-видимому, обусловлено снижением иммунологической реактивности организма.

Ткани живого организма плохо рассеивают высокочастотные ЭМП. При воздействии излучения СВЧ-диапазона в биологических тканях проявляются эффекты, которые можно разделить на тепловые и нетепловые, происходящие при малых уровнях мощности излучения. Поглощение электромагнитной энергии биологической тканью при постоянной частоте определяется средними значениями диэлектрической проницаемости, электропроводности и магнитной проницаемости тканей.

В итоге, все биологические ткани  организма человека можно представить  в виде 2 групп: к первой относятся  подвижные среды (кровь, спинномозговая жидкость, воздух в легких и др., количество которых непостоянно для данной области биологического объекта); ко второй — все остальные среды (мышцы, костная и жировая ткань и т. д.). Диэлектрическая проницаемость, электропроводность и магнитная проницаемость для всех тканей различны, что определяет глубину проникновения электромагнитной энергии в биологическую ткань и биологический эффект облучения ЭМП. Если механизм терморегуляции организма способен путем рассеивания избыточного тепла предупреждать перегрев, то его температура остается нормальной, если нет — происходит непрерывный подъем температуры, который приводит к воспалению или даже разрушению ткани.

На границе раздела тканей с  высоким и низким содержанием  воды в результате отражения происходит образование стоячих волн, обусловливающих образование так называемых “горячих пятен”. Следствием этого эффекта являются локальные повреждения кожи и расположенной под ней ткани. Ожоги, вызванные СВЧ-облучением имеют большую глубину (ожоги четвертой степени).

Наличие отражения на границе воздух – ткань приводит к уменьшению теплового эффекта на всех частотах. Перераспределение тепловой энергии между соседними тканями через кровь наряду с конвекционной отдачей энергии теплоиспусканием в окружающее пространство во многом определяет температуру нагреваемых участков тела. Именно из-за ухудшения системы отвода тепла от некоторых участков (например, глаза, ткань семенников, в которых мало кровеносных сосудов) эти органы наиболее уязвимы для облучения.

Отмечается влияние ЭМП малой  интенсивности на репродуктивную функцию. Жалобы на снижение половой потенции у мужчин встречаются довольно часто. Гормональная функция начинает страдать при стаже свыше 10 лет.

Имеются работы клинического и экспериментального плана о нарушении специфических функций женского организма под влиянием электромагнитных излучений УВЧ и СВЧ диапазонов. У женщин, контактирующих с ЭМП, наблюдаются расстройства менструального цикла, нарушения детородной функции (токсикозы беременности, самопроизвольные выкидыши, патология родов).

Анализ материалов клинических и экспериментальных исследований свидетельствует, что в результате воздействия ЭМП развивается характерный синдром раннего старения организма: ухудшение памяти и снижение работоспособности, полипатология, снижение иммунологической реактивности и компенсаторно-приспособительных возможностей организма, раннее нарушение обмена липидов и прогрессирующее накопление дисульфидных групп, нарушение репродуктивной функции, развитие возрастной патологии в ранние годы. Можно констатировать общность клинической симптоматики последствий электромагнитного облучения и старения организма.

В последние годы внимание научной  общественности привлечено к данным эпидемиологических и экспериментальных исследований, свидетельствующих о возможных онкологических эффектах МП 50–60 Гц и ЭМП СВЧ-диапазона. Результаты работ носят противоречивый характер, необходимо проведение дополнительных исследований в данном направлении. Это предусмотрено международным проектом Всемирной организации здравоохранения.

Контроль источников ЭМП и принципы защиты

В системе мер профилактики неблагоприятного воздействия электромагнитных полей  на организм человека первое место  занимает информирование населения  о возможной опасности электромагнитных излучений, необходимости соблюдать  определенную осторожность при эксплуатации техники, создающей ЭМП, а также основных средствах и методах защиты от воздействия фактора. Мероприятия, направленные на охрану здоровья, должны начинаться на стадии проектирования излучающего оборудования и разработки проектной документации по его размещению. Каждое новое техническое устройство — источник ЭМП, должно иметь заключение на соответствие параметров излучения гигиеническим нормативным документам. При планировании размещения оборудования, создающего ЭМП в окружающей среде (ЛЭП, РЛС, антеннах систем объектов электросвязи), расчетным путем прогнозируются уровни электромагнитных полей на прилегающих территориях.

Защита от воздействия ЭМП осуществляется в следующих основных направлениях: временем, расстоянием, проведением инженерно-технических, организационных и лечебно-профилактических мероприятий, использованием средств индивидуальной защиты.

Первый принцип (защита временем) заложен  в гигиенические нормативы (ряд  ПДУ дифференцированы в зависимости  от времени воздействия электромагнитных полей на работающих).

Защита расстоянием предполагает дистанционное наблюдение за работой  оборудования и управление технологическим процессом, организацию рабочих мест в зонах с минимальными уровнями ЭМП. Примером защиты расстоянием является также организация санитарно-защитных зон, ограничение застройки вокруг передающих радиотехнических объектов и прилегающих к воздушным линиям электропередачи. Санитарно-защитной зоной является площадь, примыкающая к технической территории, внешняя граница которой определяется на высоте 2 м от поверхности земли по предельно допустимым уровням ЭМП. Зоной ограничения застройки является территория, где на высоте более 2 м от поверхности земли уровни ЭМП превышают ПДУ. Внешняя граница зоны ограничения застройки определяется по максимальной высоте зданий перспективной застройки на уровне верхнего этажа, где уровни ЭМП не превышает ПДУ.

Инженерно-технические мероприятия  предполагают в одних случаях  экранирование рабочего места, в других — экранирование источника, заземление оборудования, автоматическое отключение его при попадании работающего в зону излучения. Для защиты от ЭМП радиочастотного диапазона используются экраны из разнообразных радиоотражающих и радиопоглощающих материалов. К отражающим материалам относятся различные металлы (чаще всего железо, сталь, медь, латунь, алюминий). Эти материалы используются в виде листов, сетки, решеток и металлических трубок. Следует обратить внимание на невозможность экранировки полей КНЧ металлическими экранами, для этой цели используются ферромагнетики толщиной 5–6 мм. В каждом конкретном случае выбор направлений защиты зависит от технических характеристик источников ЭМП, их назначения, условий эксплуатации.

Контрольные вопросы

1. Понятие о естественном и  биологическом электромагнитном фоне.

2. Характеристика основных источников  ЭМП.

3. Влияние ЭМП на организм  человека.

4. Контроль за источниками ЭМП,  защита от ЭМП.

Экологический мониторинг на предприятиях связи

Предприятия и сооружения связи  в отличие от химических, нефтехимических, горнодобывающих, целлюлозно-бумажных и т. п. предприятий и сооружений по своему отрицательному воздействию на биосферу, атмосферу, литосферу и гидросферу условно можно отнести к сравнительно “чистым”. Однако современные технологические процессы и оборудование, используемые на объектах связи, являются источниками отрицательного воздействия на окружающую среду, приводящими к нарушению экологического баланса. Так, предприятия и сооружения радиосвязи могут являться мощным источником электромагнитных полей, охватывающих значительные пространства и действующих на биологические объекты, поэтому необходимо уделять серьезное внимание вопросам воздействия на окружающую среду и разработке природоохранных мероприятий.