Электромагнитные измерения радиочастотного диапазона.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ РАДИОЧАСТОТ (ЭМП РЧ). Основными источниками электромагнитной энергии радиочастотного диапазона (РЧ) в производственных помещениях являются неэкранированные ВЧ-блоки установок: генераторные шкафы, конденсаторы, ВЧ-трансформаторы, магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны, волноводные тракты и др.). Основными источниками излучения электромагнитной энергии РЧ в окружающую среду служат антенные системы радиолокационных станций (РЛС), радио- и телерадиостанций, в т. ч. систем мобильной радиосвязи, воздушные ЛЭП и пр. Современный этап характеризуется увеличением мощностей источников электромагнитого излучения (ЭМИ) РЧ, что при определенных условиях может приводить к электромагнитному загрязнению окружающей среды и оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека.

Биологическое действие. Взаимодействие внешних ЭМП с биологическими объектами осуществляется путем наведения внутренних полей и электрических токов, величина и распределение которых в теле человека зависит от целого ряда параметров — таких, как размер, форма, электрические и магнитные свойства тканей (электрическая/магнитная проницаемость и электрическая/магнитная проводимость), ориентация объекта относительно поляризации тела, а также от характеристик ЭМП (частота, интенсивность, модуляция и др.).

Поглощение и распределение поглощенной энергии внутри тела существенно зависит от формы размеров облучаемого объекта, от соотношения этих размеров с длиной волны излучения. С этих позиций в спектре ЭМИ РЧ можно выделить 3 области:

ЭМИ с частотой до 30 МГц;

ЭМИ с частотой более 10 ГГц;

ЭМИ с частотой 30 МГц — 10 ГГц.

Для 1-й области характерно быстрое падение величины поглощения с уменьшением частоты (приблизительно пропорционально квадрату частоты). Отличительной особенностью 2-й области является очень быстрое затухание энергии ЭМИ при проникновении внутрь ткани: практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур. Для 3-й области, промежуточной по частоте, характерно наличие ряда максимумов поглощения, при которых тело как бы втягивает в себя поле и поглощает энергии больше, чем приходится на его поперечное сечение. В этом случае резко проявляются интерференционные явления, приводящие к возникновению локальных максимумов поглощения, так называемых "горячих пятен". Для человека условия возникновения максимумов поглощения в голове имеют место на частотах 750—2500 МГц, а максимум, обусловленный резонансом с общим размером тела, лежит в диапазоне частот 50—300 МГц.

В последнее десятилетие получила дальнейшее развитие информационная теория воздействия ЭМИ, основанная на концепции взаимодействия внешних полей с внутренними полями организма. К критическим органам и системам относят ЦНС, глаза, гонады, кроветворную систему. Описаны эффекты со стороны сердечно-сосудистой и нейроэндокринной системы, иммунитета, обменных процессов. Появились данные об индуцированном влиянии ЭМИ на процессы канцерогенеза.

Биологическое действие ЭМИ зависит от длины волны (или частоты излучения), режима генерации (непрерывный, импульсный); условий воздействия на организм (постоянное, прерывистое, общее, местное, интенсивность, длительность). Отмечено, что биологическая активность ЭМИ убывает с увеличением длины волны (или снижением частоты) излучения. Наиболее активными являются метровый, санти- и дециметровый диапазоны радиоволн. Существенными различиями в количестве падающей и поглощаемой энергии объясняется меньшая биологическая активность локальных облучений частей тела (за исключением головы) по сравнению с общим воздействием.

Поражения, вызываемые ЭМИ РЧ, могут быть острыми и хроническими. Острые поражения возникают при воздействии значительных тепловых интенсивностей ЭМИ. Они встречаются крайне редко — при авариях или грубых нарушениях техники безопасности. Острые поражения отличаются полисимптомностью нарушений со стороны различных органов и систем, при этом характерны выраженная астенизация, диэнцефальные расстройства, угнетение функции половых желез. Пострадавшие отмечают отчетливое ухудшение самочувствия во время работы с РЛС или сразу после ее прекращения, резкую головную боль, головокружение, тошноту, повторные носовые кровотечения, нарушение сна. Эти явления сопровождаются общей слабостью, адинамией, потерей работоспособности, обморочными состояниями, неустойчивостью артериального давления и показателей белой крови; в случаях развития диэнцефальной патологии — приступами тахикардии, профузной потливости, дрожания тела и др. Нарушения сохраняются 1,5—2 месяца. При воздействии высоких уровней ЭМИ (более 80—100 мВт/см²) на глаза возможно развитие катаракты.

Для профессиональных условий характерны хронические поражения. Они выявляются, как правило, после нескольких лет работы с источниками ЭМИ микроволнового диапазона при уровнях воздействия, составляющих от десятых долей до нескольких мВт/см² и превышающих периодически 10 мВт/см² . Симптомы и течение хронических форм радиоволновых поражений не имеют строго специфических проявлений. В клинической картине выделяют 3 ведущих синдрома: астенический, астеновегетативный (или синдром нейроциркулярной дистонии) и гипоталамический.

Астенический синдром, как правило, наблюдается на начальных стадиях заболевания и проявляется жалобами на головную боль, повышенную утомляемость, раздражительность, периодически возникающие боли в области сердца. Вегетативные сдвиги обычно характеризуются гипотонией, брадикардией и др. В умеренно выраженных и выраженных стадиях заболевания часто диагностируется астеновегетативный синдром, или синдром нейроциркулярной дистонии гипертонического типа. В клинической картине на фоне усугубления астенических проявлений основное значение приобретают вегетативные нарушения, связанные с преобладанием тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы, проявляющиеся сосудистой неустойчивостью с гипертензивными и ангиоспастическими реакциями.

В отдельных выраженных случаях заболевания развивается гипоталамический синдром, характеризующийся пароксизмальными состояниями в виде симпатоадреналовых кризов. В период кризов возможны приступы пароксизмальной мерцательной аритмии, желудочковой экстрасистолии. Больные повышенно возбудимы, эмоционально лабильны. В отдельных случаях обнаруживаются признаки раннего атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни.

Нормирование ЭМИ РЧ. Основными нормативными документами, регламентирующими допустимые уровни воздействия ЭМИ РЧ, являются ГОСТ 12.1006—84 ССБТ "Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля", СанПиН 2.2.4/2.1.8.055—96 "Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона", СН № 5803—91 "Предельно допустимые уровни воздействия электромагнитных полей диапазона частот 10—60 кГц".

В профессиональных ПДУ воздействия в диапазоне частот до 30 кГц основным нормируемым параметром является напряженность электрического (E) и магнитного (H) полей; временной фактор учитывается в меньшей степени. ПДУ воздействия составляют: 500 В/м и 50 А/м для полного рабочего дня; 1000 В/м и 100 А/м — для воздействия до 2 ч за рабочий день. В диапазоне частот выше 30 кГц используется энергетический (или дозный) подход. Наряду с интенсивностными параметрами (E, H, ППЭ) нормируется энергетическая экспозиция (или энергетическая нагрузка) за рабочий день — выражается в диапазоне частот до 300 МГц произведением квадрата напряженности ЭП или МП на время воздействия на организм; в диапазоне частот выше 300 МГц — произведением ППЭ излучения на время воздействия.

Уровни ЭМИ РЛС, работающих в режиме вращения или сканирования антенны (или луча), на территории населенных мест не должны превышать: для РЛС диапазона 300 МГц — 300 ГГц с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 20—100 мкВт/см²; для РЛС специального назначения, предназначенных для контроля космического пространства и работающих в диапазоне 150—300 МГц, — 10 мкВт/см² (6 В/м) в ближней зоне и 100 мкВт/см² (19 В/м) в дальней. Граница между ближней и дальней зонами диаграмм излучения определяется из соотношения квадрата максимального размера излучающей апертуры и длины волны излучения.

В последние годы широкое распространение получили такие источники ЭМИ, как радиотелефоны и видеодисплейные терминалы (ВДТ). Особенности спектральной характеристики излучений ВДТ (представлен достаточно широкий спектр частот) и особенности условий использования радиотелефонов с максимальным приближением к голове пользователя потребовали разработки отдельных гигиенических регламентов, обеспечивающих безопасность пользователей.

В СанПиН 2.2.4/2.1.8.055—96 "Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона" изложены основные требования к размещению производственных источников ЭМИ и передающих радиотехнических объектов (РЛС, радиопередающие, телевизионные, радиорелейные станции, наземные станции спутниковой связи и др.), установлены порядок и сроки проведения контроля уровней ЭМИ. Гигиеническая оценка облучаемости лиц, подвергающихся воздействию ЭМИ РЧ, производится на основании определения 2 параметров: интенсивности ЭМИ и времени его воздействия. Интенсивность ЭМИ определяется путем измерения напряженности ЭП и МП в диапазоне частот ниже 300 МГц и по плотности потока энергии ЭМИ — в диапазоне частот выше 300 МГц. Время воздействия определяется с помощью специальных хронометражных исследований.

Для проведения измерений уровней ЭМИ рекомендуются приборы 2 типов:

приборы с антеннами, требующими учета поляризации поля, т. е. направленного действия (NFM-1, ПЗ-9);

измерители с изотропными датчиками (ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ- 17…ПЗ-25).

Для оценки ЭМИ РЧ наряду с инструментальными применяются расчетные методы. Используя данные о технических параметрах радиопередающих устройств (мощность передатчика, коэффициент усиления антенны, потери энергии в антенно-фидерном тракте, значения нормированной диаграммы направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях и др.), а также о влиянии земли, можно рассчитать интенсивности ЭМИ в любой точке пространства.

Профилактика воздействия ЭМИ радиочастотного диапазона. В целях предупреждения, ранней диагностики и лечения нарушений состояния здоровья работающих под воздействием ЭМИ РЧ необходимо проведение предварительных и периодических медосмотров в соответствии. Все лица с начальными проявлениями клинических нарушений, обусловленных воздействием радиоволн, а также с общими заболеваниями, течение которых может усугубляться под влиянием неблагоприятных факторов производственной среды, должны браться под наблюдение с проведением соответствующих гигиенических и терапевтических мероприятий, направленных на оздоровление условий труда и восстановление здоровья.

В случаях, характеризующихся прогрессирующим течением профессиональной патологии, осуществляется временный или постоянный перевод работающих на др. работу. Это касается также женщин в период беременности и кормления при условии превышения уровней ЭМИ на рабочих местах ПДУ, установленных для населения. Лица, не достигшие 18-летнего возраста, к самостоятельной работе на установках, являющихся источниками ЭМИ радиочастотного диапазона, не допускаются.

Меры защиты работающих следует применять при всех видах работ, если уровни ЭМИ на рабочих местах превышают допустимые. Защита персонала от воздействия ЭМИ РЧ достигается путем проведения организационных (выбор рациональных режимов работы установок, ограничение места и времени нахождения персонала в зоне облучения и др.) и инженерно-технических (рациональное размещение оборудования, использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места персонала, напр., поглотители мощности, экранирование) мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты. К СИЗ относятся защитные очки, щитки, шлемы, защитная одежда (комбинезоны, халаты и т. д.). Способ защиты в каждом конкретном случае должен определяться с учетом рабочего