Электромагнитное загрязнение

Электромагнитное загрязнение – происходит в результате изменения электромагнитных свойств окружающей среды.

Электромагнитный фон Земли складывается из естественных источников - электрического и магнитного поля Земли, атмосферного электричества, радиоизлучения Солнца и космических тел, и, искусственных – линии электропередач, радио и телевидение, промышленные высокочастотные установки, системы наземной и спутниковой связи, радиолокации, телеметрии и радионавигации и др.

В результате широкого использования в современном производстве и технологии ЭМП, и других физических полей появились источники техногенного происхождения, отличающиеся по своим характеристикам от традиционных источников, к которым живые организмы биосферы адаптировались в процессе длительной эволюции. Например, миллиметровые волны, некоторые участки радиодиапазона, УФ, рентгеновские, g-излучения, инфразвуковые и ультразвуковые колебания, сильные электростатические и магнитные поля и т.д. в существенной степени изменяют естественный фон. При этом возможно не простое наложение техногенных физических полей на естественный фон, а происходит их более сложное взаимодействие друг с другом, что существенно может влиять на устойчивость экосистем.

К группам повышенного внимания относятся дети, беременные женщины, люди с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой систем, с ослабленным иммунитетом, аллергики, которые особенно внимательно должны соблюдать правила электромагнитной безопасности в быту.

Взаимодействие физических полей с биосферой в настоящее время рассматривают под углом зрения солнечно-земных связей. Начальным звеном этой причинно-следственной зависимости являются процессы, протекающие на Солнце. Электромагнитные и корпускулярные излучения Солнца и Космоса активно взаимодействуют с магнитосферой, которая хотя и является определённой защитой околоземного пространства от этих потоков, но с другой стороны, магнитосферные процессы и ее флуктуации влияют вместе с Солнцем на состояние атмосферы, литосферу и гидросферу Земли, на живые организмы.

За столетний период выявлены циклические колебания в жизни растительного, животного мира и людей, совпадающие с периодами циклических колебаний активности Солнца и возмущенности магнитосферы Земли. Исследование этих зависимостей имеет большое практическое значение для прогнозирования наводнений, засух, неблагоприятного периода для здоровья людей и т.п. Наблюдаются корреляции между урожаем и солнечной активностью (магнитными бурями), влияющие так же на климат, животных, эпидемиологические и инфекционные процессы.

При резких изменениях солнечной активности может происходить изменчивость признаков вируса гриппа, что приводит к возникновению у бактерий новых качеств: устойчивость к лекарствам, изменение интенсивности образования токсинов и увеличение скорости размножения.

По данным медицинской статистики в дни геомагнитных бурь число приступов по поводу инфаркта миокарда, инсультов, кризов на 30% больше, чем в случае спокойного геомагнитного поля. По причине инфаркта миокарда 70% всех смертей приходится на недельные интервалы, в пределах которых наблюдались бури, и только 30% - на периоды спокойного магнитного поля Земли.

В периоды геомагнитных бурь увеличивается свёртывающий потенциал крови, в результате чего увеличивается число тромбатических осложнений, которые являются основной причиной сердечно-сосудистых заболеваний. Установлено также влияние магнитного поля Земли на сопротивляемость эритроцитов к внешним воздействиям. При увеличении магнитного поля уменьшается сопротивляемость эритроцитов.

Земля, вращаясь по орбите вокруг Солнца, попеременно пересекает сектора, в которых магнитное поле направлено либо к Солнцу (отрицательный сектор), либо от него (положительный сектор). Когда Земля переходит из отрицательного сектора в положительный увеличивается частота нарушений сердечного ритма, число дорожно-транспортных происшествий, число сосудистых кризов, приступов стенокардии. Более благоприятные условия для организма при выходе из положительного в отрицательный сектор. Это объясняется тем, что в случае положительного сектора магнитосфера Земли больше подвергается воздействию корпускулярного излучения.

Установлено также увеличение нервно-психических расстройств при пересечении Землей секторов межпланетного магнитного поля.

Процессы взаимодействия ЭМП с живой клеткой, живым организмом довольно сложные и в настоящее время в полной мере не исследованы. Взаимодействие электромагнитных полей с биологическим объектом определяется:

- параметрами излучения (частотой или длиной волны, когерентностью колебаний, скоростью распространения, поляризацией волны);

- физическими и биохимическими свойствами биологического объекта, как среды распространения ЭМП (диэлектрической проницаемостью, электрической проводимостью, длиной электромагнитной волны в ткани, глубиной проникновения, коэффициентом отражения от границы воздух – ткань).

Живые организмы, состоящие из множества клеток, имеющих, в свою очередь, огромное число молекул, атомов, заряженных частиц, сами являются источниками электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот – от ультравысоких до инфранизких. Эти колебания могут иметь случайный и периодический характер. Эволюция биообъектов происходила под действием внешних (экзогенных) и внутренних (эндогенных) ЭМП. В процессе жизнедеятельности организмов возникают волновые и колебательные процессы, отображаемые, например, электроэнцефалограммой, обусловленной электрической активностью мозга, электрокардиограммой, характеризующей работу сердца и т.п.

Чувствительность биологических систем к внешним ЭМП зависит от диапазона частот и интенсивности излучений.

Весь диапазон неионизирующих электромагнитных излучений при рассмотрении специфики воздействия ЭМП на биообъекты можно условно разбить на три группы:

- постоянные и низкочастотные поля (до метрового диапазона длин волн);

- СВЧ диапазон (длины волны от 1м до 1см);

- миллиметровый и субмиллиметровый диапазон (длины волны от 10 мм до 0,1 мм).

Влияние ЭМП на человеческий организм может быть как полезным ( лечебным ), так и вредным. Лечебное воздействие ЭМП используется в гипертермии, лазерной хирургии, физиотерапии, диатермии и т.д. Полезное действие ЭМП используется в медицинской диагностике. Уменьшение амплитуды волны при ее проникновении в ткань характеризуется глубиной проникновения d-расстоянием, на котором амплитуда ЭМП уменьшается в е»2,72 раза. При длине волны ЭМП, равной 10 см (частота колебаний в ГГц), глубина проникновения в мышечной ткани и коже составляет 15 см. При l=8 мм (n»37,4 ГГц) величина d=0,3 мм. Наблюдается резкая зависимость d от n (или l). Тенденция уменьшения d от увеличения n происходит до тех пор, пока l в среде существенно превосходит размеры клеток или входящих в них органелл. На очень высоких частотах проницаемость тканей для ЭМП снова начинает увеличиваться. Жесткое рентгеновское и g-излучения проходят мягкие ткани без ослабления. При анализе взаимодействия ЭМП с биологическим объектом разделяют излучения на ионизирующие и неионизирующие. К ионизирующим излучениям относят УФ, рентгеновское и g-излучение. Квант энергии этих излучений достаточен для разрыва межмолекулярных связей и для ионизации атома. Более длинноволновое излучение (например, СВЧ, миллиметровые или миллиметровые волны) относятся к неионизирующим излучениям.

ЭМПоказывает энергетическое воздействие на биологический объект, состоящее в переходе поглощенной электромагнитной волны в тепло биоткани. Примером энергетического воздействия ЭМП на организм является гипертермия – полезное использование ЭМП для лечения. В онкологических клиниках используют СВЧ гипертермию. Сфокусированное излучение на одной частоте локально нагревают опухоль до 42 – 45 °С, что является дополнительным лечебным фактором наряду с химиотерапией.

Вредны для организма интенсивные ЭМП в любом диапазоне частот с плотностью мощности, превышающей десятки милливатт на 1 см² облучаемой площади.

ЭМПоказывает также и информационное воздействие на биологический объект. Это тот случай, когда падающее излучение низкой интенсивности не вызывает нагрева ткани, но полезный эффект оказывается значительным. При информационном характере действия ЭМП изменяются характер и скорость передачи информации внутри организма, процесс формирования условных рефлексов, количество ключевых ферментов энергетического обмена и т.д. А.С. Пресман, изучавший эти процессы, писал «…характер реакции организмов на электромагнитные поля зависит не от величины электромагнитной энергии, поглощаемой в тканях, а от модуляционно-временных параметров электромагнитных полей, от того, на какие именно системы организма осуществлялось воздействие при прочих равных условиях. Более того, величина той или иной реакции не только не пропорциональна интенсивности воздействующих электромагнитных полей, но наоборот, в ряде случаев уменьшалась по мере возрастания интенсивности. А некоторые реакции не возникали при высоких интенсивностях».

Этим свойствам, в частности, обладают миллиметровые волны малой интенсивности, равной долям или единицам милливатт на 1 см² облучаемой ткани. Действие миллиметровых и субмиллиметровых волн на биологические объекты недостаточно изучено, но это важно знать в связи с тем, что живые организмы не адаптированы к этим волнам, так как они сильно поглощаются верхними слоями атмосферы. Живые организмы не имеют естественных механизмов приспособления к колебаниям заметной интенсивности этих волн при внешнем воздействии. В какой-то степени они могли адаптироваться к собственным аналогичным колебаниям.

Действие статического электрического поля существенно влияет на живые организмы. Земля, как известно, заряжена отрицательно относительно свободного пространства. Аэрозольные частицы и молекулы газа атмосферы заряжены, как правило, положительно. У поверхности Земли напряженность электрического поля составляет в среднем 100 – 130 В/м. Встречаются локальные области с повышенным значением электрического поля. На предметах, не имеющих электрического контакта с землей, накапливаются поверхностные заряды, которые при соприкосновении с заземленными предметами вызывают разряд, сопровождающийся искрой и характерным треском. Учитывая, что пробивная электрическая прочность для воздуха составляет 30 кВ/см, можно представить, какие статические заряды накапливаются на поверхности предметов. В особенности электризуются синтетические ткани.

Разряды, возникающие при стекании статических зарядов, вызывают испуг, раздражение, могут быть причиной пожара, взрыва, воздействие статических электрических полей с напряженностью поля более 1000 В/м вызывает у человека головную боль, утомленность, нарушение обмена веществ, раздражительность. Несмотря на достаточную изученность статического электричества, до сих пор остается до конца не выясненным механизм действия статического электрического и магнитного полей на человеческий организм.

ЭМП радиочастотного диапазона могут вызывать в организме человека изменения со стороны нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем, крови, обмена веществ и некоторых функций эндокринных желез. Биологическое действие ЭМП радиочастот зависит от частоты колебания волны. Чем больше частота, а значит, чем меньше длина волны, тем сильнее вредное воздействие. Таким образом, находясь в поле длинных волн, организм испытывает меньшее воздействие, по сравнению с полем коротких и ультракоротких волн. Напряженность ЭМП изменяется с высотой. У поверхности Земли она составляет ~ 130 В/м, на высоте 500 м ~ 50 В/м и 12000 м – 2,5 В/м. В то же время, например, напряженность ЭМП вблизи линий электропередач напряжением 500 кВ составляет ~ 8000 В/м, 750 кВ - ~ 15000 В/м. Неблагоприятные воздействия на организм могут проявляться уже при напряжении 1000 В/м. Влияние ЭМП на организм прежде всего проявляется со стороны центральной нервной системы – постоянная головная боль, повышенная утомляемость, ослабление памяти, обморочное состояние, анемия, побледнение кожных покровов и др. При длительном воздействии СВЧ - излучения может быть помутнение хрусталика глаза, выпадение волос, ломкость ногтей, потеря массы тела и пр.

В принципе любое ЭМП характеризуется векторами напряженности электрического Е и магнитного Н полей. Однако для различных вариантов ЭМП степень их влияния на биологические объекты может быть разной. Если ЭМП обусловлено неподвижными зарядами, то оно является электростатическим. Определяющим здесь является напряженность поля Е. Наоборот, для катушек с большим числом витков, для одиночных проводников с постоянным током большой силы (> 100 ампер) сильнее влияние магнитной составляющей. Особый интерес представляет ЭМП вблизи высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) промышленной (50 Гц) частоты. Их в России в настоящее время более 4,5 млн. км напряжением от 6 до 1150 кВ переменного тока.

Предельно допустимые уровни воздействия электрического поля определяются «Санитарными правилами и нормами защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи (ВЛ) переменного тока промышленной частоты» (СанПиН 2971-84).

В целях защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого высоковольтными линиями (ВЛ) устанавливаются санитарно-защитные зоны (СЗЗ). Это территория вдоль трассы ЛЭП, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м. Граница ССЗ от крайних фазных проводов составляет 20 м – для ВЛ напряжением 330 кВ, 30 м – для 500 кВ, 40 м – для 750 кВ, 55 м – для 1150 кВ.

Для снижения электрической составляющей поля в районе ЛЭП предлагается заземлять металлические крыши, на неметаллические устанавливать заземленные сетки. На открытой местности применять тросовые экраны, железобетонные заборы, высаживать деревья высотой более 2 м и др.

Установление величины санитарно-защитных зон в местах размещения передающих радиотехнических объектов осуществляется в соответствии с действующими санитарными правилами и нормами по электромагнитным излучениям радиочастотного диапазона и методиками расчета интенсивности электромагнитного излучения радиочастот. Так, для радиопередатчиков от 5 до 1000 кВт ВЧ нормативами оговариваются размеры СЗЗ от 10 до 2500 м, состоящей из зоны строгого режима с напряженностью на границе 20 В/м и зоны ограниченного пользования – до 4 В/м на внешней границе.

Таким образом, основными мерами защиты от ЭМП являются нормативы по расстоянию, времени пребывания и, в некоторых случаях, - экраны в виде железобетонных заборов, экранирующих сеток, высоких деревьев.

Особо следует отметить, что обязательному нормированию подлежит вся бытовая и компьютерная техника (персональные компьютеры - ПК). Электромагнитная безопасность электробытовых приборов и компьютеров должна быть подтверждена Гигиеническим сертификатом. Надо знать, что мониторы ПК не только являются источниками рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного излучения, но и электромагнитного излучения в диапазоне частот до 300 МГц, а также электростатического поля.

Общие рекомендации по безопасности этого класса оборудования и приборов следующие:

- использовать модели электроприборов и ПК с меньшим уровнем электропотребления (они создают ЭМП меньшего уровня);

- размещать приборы, работающие длительное время (холодильник, телевизор, СВЧ – печь, электропечь, электрообогреватели, ПК, воздухоочистители и др.) на расстоянии не менее 1,5 м от мест постоянного пребывания или ночного отдыха, особенно детей;

- в случае большого числа электробытовой техники в жилом помещении одновременно включать как можно меньше приборов;

- использовать монитор ПК, излучающий ЭМП во всех направлениях, с пониженным уровнем излучения (меньше всего излучение у мониторов ПК, соответствующим шведским стандартам ТСО – 91/92 или 95);

- заземлять ПК и приборы на контур заземления здания

(нельзя заземлять на батарею отопления, водопроводные трубы, «ноль» розетки);

- использовать жидкокристаллические мониторы;

- по возможности использовать приборы с автоматическим управлением, позволяющие не находиться с ними во время работы.

В соответствии с СанПиН 2.2.2.542 – 96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, ПК и организация работы» время непрерывной и суммарное время работы ПК представлено в табл. 5.5.

Таблица 5.5 - Нормативы продолжительности работы на ПЭВМ

Категория пользователей ПЭВМ	Продолжительность работы на ПЭВМ в течение дня
непрерывная	общая
Дети дошкольного возраста	-	7 -10 мин
Школьники (нижний предел младшие, верхний – старшие)	10 – 30 мин	45 – 90 мин
Студенты	1 – 2 ч	2 – 3 ч
Взрослые	до 2 ч	до 6 ч

Дата добавления: 2015-07-08