7.3. Электромагнитные поля ВЧ- и СВЧ-диапазонов

244 Час т ь I Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природt>

Поскольку биологическое действие ЭМП СЕЧ-диапазона

носит ярко в~;>tраженный «тепловой>> характер, то принят~ для

описания этого диапазона использовать такую величину, как плот­

ность энергии на единицу площади, мВт / см2 Значения этого пара·

метра вблизи от установок СВЧ могут изменяться в широких пре­

делах, что в первую очередь зависит от их мощности, а также от

конструктивного исполнения

Переанальные компьютеры являются источником электро·

магнитных излучений в широком диапазоне частот. Не вызыва­ ет сомнений, что переанальные компьютеры только начали свое рас

преетранение и в ведалеком будущем их число многократно увели

чится. Вблизи переанальных компьютеров ЭМП нормируется в диа

пазоне до 400 кГц.

Мощные ЭМП могут генерироваться передающими радиола

кационными станциями (РЛС). Они работают на частотах от О,Б

до 15 ГГц.

Приведеиное краткое перечисление источников ЭМП радиочас

тотнога диапазона содержит десятки разнообразных по своим тех

ническим характеристикам объектов. По этой причине в данном

учебном пособии не имеет смысла приводить значения напряжен

ностей полей и другие параметры. Это тема отдельного рассмотре ния. Можно только сказать, что в любой части радиочастотного

спектра можно указать источники очень мощных излучений, подвер

гаться которым опасно для здоровья.

Биологическое действие

Взаимодействие внешних электромагнитных полей с биологи

ческими объектами осуществляется !9] путем наведения внутреннил

полей и электрических токов, значение и распределение которых н

теле человека и животных завися.т от ряда параметров, таких ка1,

размер, форма, анатомическое строение тела, электрические и маr

нитные свойства тканей (электрическая/ магнитная проницаемосп

и электрическая/ магнитная проводимость), ориентация объекта т

носительна поляризации тела, а также от характеристик ЭМП (час

тота, интенсивность, модуляция и др.). Логлощение энергии ЭМ/1

в тканях определяется главным образом двумя процессами: ко лебанием свободных зарядов и колебанием дипольных моментоli с частотой воздействующего поля. Первый эффект приводит 1'

возникновению токов проводимости и связанным с электрическим

сопротивлением среды потерям энергии (потери ионной проводимо<

246 Час т ь 1 Место инженерной экоJюгии в системе знаний о-человеке и природе

Поражения, вызываемые ЭМИ РЧ, могут быть острыми и

хроническими Острые поражения возникают при значительных

тепловых воздействиях ЭМИ. Они встречаются крайне редкопри авариях или грубых нарушениях техники безопасности. При этом

чаще всего речь идет о пострадавших, работающих в непосредствен­

ной близости от излучающих антенн радиолокационных станций. Подобный случай облучения двух авиатехников от радара на Фи­

липпинах описан в [9]. Указаны интенсивности, воздействию кото­ рых подвергзлись пострадавшие: 379 мВт/ см2 в течение 20 мин, 16

Вт/ см2 в течение 15... 30 с. Острые поражения отличаются поли­

симптомностью нарушений в различных органах и системах, при

этом характерны выраженная астенизация, диэнцефальные рас­

стройства, угнетение функции половых желез. Пострадавшие отме­ чают отчетливое ухудшение самочувствия во время работы РЛС или

сразу после ее прекращения, резкую головную боль, головокруже­

ние, тошноту, повторные носовые кровотечения, нарушение сна.

Эти явления сопровождаются общей слабостью, адинамией, потерей

работоспособности, обморочными состояниями, неустойчивостью артериального давления и т.д.; в случаях развития диэнцефальной

патологии - приступами тахикардии, профузной потливости, дро

жания тела и др. Нарушения сохраняются до 1,5... 2 мес. При воз

действии высоких уровней ЭМИ (более 80... 100 мВт/см2) на глаза

возможно развитие катаракты.

Для персонала характерны хронические поражения. Они выяв­

ляются, как правило, после нескольких лет работы с источниками

ЭМИ микроволнового диапазона при уровнях воздействия, состав ляющих от десятых долей до нескольких милливатт на сантиметр в

квадрате и превышающих периодически 1О мВт/см2.

Экспертами ВОЗ (WHO/VER/ORPA, Documeпt 16, 1990) H<l

основании анализа 1О работ западных авторов, изучавших состоя ние здоровья работающих при уровнях ЭМИ, не превышающих, ка1,

правило, 5 мВт/ см2, сделан вывод об отсутствии отчетливых дока

зательств неблагаприятного влияния на человека этих воздействиИ Эксперты полагают, что патология возникает при более высоки:-. уровнях. Нельзя, однако, не обратить внимание на приведенные 11

том же документе сведения о большей по сравнению с контрольно11

частоте изменений в хрусталике глаз у военных, связанных с обслу

живанием радаров, у работающих с источниками микроволн в уело

виях производства, а также у специалистов, обслуживающих радио

и телерадио аппаратуру 558 Гц... 527 МГц.

248 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

ются ГОСТ 12 1 006-84 «ССБТ Электромагнитные поля радиочас­

тот Допустимые уровни на рабочих местах и требования к прове­

дению контроля•>, СанПиН 2 2 4/2 1 8 055-96 <<Электромагнитные

излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)•>, СН N2 5803-91 <<Предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электромагнит­ ных полей (ЭМП) диапазона частот 1О 60 кГц>>

В профессиональных ПДУ воздействия в диапазоне частот до

30 кГц основным нормируемым параметром является напряжен­

ность электрического (Е) и магнитного (Н) полей, временной фактор

учитывается в меньшей степени, ПДУ воздействия составляют

В диапазоне частот выше 30 кГц используется энергетический,

или дозовый, подход Наряду с интенсивностными параметрами (Е, Н, плотностью потока энергии - hПЭ) нормируется энергетичес­ кая экспозиция (ЭЭ), или энергетическая нагрузка, за рабочий день

Последняя выражается в диапазоне частот до 300 МГц произведе­ нием квадрата напряженности ЭП или МП на время воздействия на

организм Т, в диапазоне частот выше 300 МГц - произведением

ППЭ излучения на время воздействия

ЭЭЕ = Е2 Т, ЭЭн = Н2 Т, ЭЭппэ = ППЭ 2 Т

Предельно допустимые уровни интенсивности ЭМИ РЧ (ЕпдУ'

Нпду• ППЭпду) в диапазоне частот 30 кГц 300 ГГц определяют в за­

висимости от времени воздействия исходя из предельно допустимой

ЭЭпду (табл 7 2) по формулам

При этом в любом случае они не должны превышать значений,

установленных в качестве максимально допустимых (табл 7 3)

250 Час т ь 1. Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

Граница между ближней и дальней зонами диаграмм излучения

определяется из соотношения

r = D2JЛ,

где r - расстояние от источника; D - максимальный размер из­

лучающей апертуры; Л - длина волны излучения.

В последние годы широкое распространение получили такие ис­

точники ЭМИ, как радиотелефоны и видеодисплейные терминалы

(ВДТ). Особенности спектральной характеристики излучений ВДТ

(представлен достаточно широкий спектр частот) и особенности ус­

ловий использования радиотелефонов с максимальным приближе­

нием к голове пользователя потребовали разработки отдельных ги­ гиенических регламентов, обеспечивающих безопасность пользова­

телей.

В соответствии с требованиями ГН 2.1.8/2.2.4-019-94 <<Времен­

ные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных из­

лучений, создаваемых системами сотовой радиосвязи•> для пользо­

вателей телефонами сотовой радиосвязи ПДУ создаваемых ими

ЭМИ составляет 100 мкВт/ см2. Представляется целесообразным в

дальнейшем по мере накопления необходимых данных заменить ука­

занный временный норматив стандартом на устройство (радиотеле­ фон), обеспечивающим безопасные условия пользования им. Тем

более, что всеобъемлющий контроль подобных источников ЭМИ не

представляется возможным.

В 1996 г. утверждены СанПиН 2.2.2.542-96 <<Гигиенические тре­

бования к видеодисплейным терминалам, переовальным электрон­ но-вычислительным машинам и организации работы•>. В соответст­

вии с требованиями документа в Российской Федерации с 1 января 1997 г. для регламентации воздействия ЭМИ введены в действие . нормативные уровни шведских стандартов MPR П 1990:8,1 О и

ТСО 95 (табл. 7.5).

потенциал

Такое решение вопроса ·С регламентацией ЭМИ ВДТ представ­

ляется недостаточно обоснованным с медико-биологических пози­ ций, поскольку шведские стандарты основаны на критерии техни­

ческой достижимости. Представляется, что отечественный стандарт

должен был базироваться на критериях безопасности с учетом ха­

рактеристик физических параметров ЭМИ и их биологической ак­ тивности. В результате установлены неоправданно жесткие ПДУ,

контроль которых к тому же представляет известные трудности, а

в некоторых условиях (например, при промышленной частоте) прак­

тически невозможен.

Национальные стандарты, регламентирующие ПДУ ЭМИ РЧ, ус­ тановлены в большинстве развитых стран мира. Наряду с нацио­

нальными разработаны международные рекомендации по линии

INIRC/IRPA (INIRC -Международный комитет по защите от не­

ионизирующих излучений при международной ассоциации по радио­

защите - IRPA) и CENELEC (Европейский комитет по электромаг­ нитной стандартизации).

Национальные стандарты зарубежных стран и международные

рекомендации устанавливают в одних случаях единые значения

ПДУ для персонала и населения (например, Германия), в других­ дифференцированные для профессионалов и населения (Канада, Ве­

ликобритания, INIRC/IRPA) либо для контролируемых и неконтро­

лируемых условий (США, Австралия, CENELEC).

Зарубежные стандарты (в основе большинства лежат нормативы США) имеют достаточно четкое обоснование. Для частот более

10 МГц они построены на концепции удельного поглощения мощ­

ности- SAR.

SAR - это .мощность, поглощенная единицей .м.ассы (едини­ цей этой величины в системе СИ является ватт на килограмм); SAR

может быть усреднена на массу всего тела или его части, на время

воздействия, ширину импульса, период модуляции и т.д. По суще­ ству этот подход базируется на те11ловой концепции. В качестве порога воз.м.ожных биологических эффектов расс.м.атривается

значение SAR, равное 4 Вт/кг. В стандартах США, INIRC/IRPA, CENELEC и ряде других соблюдено требование: SAR не должна пре­

вышать 0,4 Вт/кг (усредненное значение на все теЛо) для профее­

сианальных воздействий и 0,08 Вт/ кгдля населения (или некон­

тролируемых условий). Таким образом, применяется единый подход

кнормированию ЭМИ для профессионалов и населения. Различия

вконкретных значениях ПДУ для обеих категорий составляют 5 раз

по мощности ({5- по напряженности). Для частот ниже 10 МГц