Международная классификация электромагнитных волн по частотам

В зоне индукции электромагнитная волна еще не сформировалась, электрическая и магнитная составляющие не зависят друг от друга. Поэтому действие ЭМП в зоне индукции нормируется допустимой электрической напряженностью (В/м) или допустимой магнитной напряженностью (А/м). Это характерно для НЧ и ВЧ диапазонов. Напряженность электрического поля Е изменяется обратно пропорционально кубу расстояния от источника излучения, а напряженность магнитного поля Н – обратно пропорционально квадрату расстояния от источника.

Зона излучения, или «дальняя» зона, находится от источника на расстоянии R > l/2p или на расстоянии, большем, чем 1/6 длины волны. В зоне излучения существует строгое соотношение между электрической и магнитной составляющими электромагнитного поля: Е = 377 Н, где 377 – волновое сопротивление вакуума. Действие ЭМП в зоне излучения нормируется допустимой плотностью потока энергии (мкВт/см²).

Источники ЭМП. К природным источникам электромагнитного излучения относятся электрические и магнитные поля Земли, атмосферные разряды, излучения живых организмов, излучение Солнца, других звезд, а также планет и галактик. Кроме того, само тело человека излучает электромагнитные волны. Отмечают низкочастотные колебания (доли герца) с частотой дыхания, а также электромагнитные поля, вызванные биоэлектрической активностью сердца (спектр сердечных сокращений изменяется от долей герца до 100…120 Гц, а иногда до 470 Гц) [64].

В условиях города на население воздействует как суммарныйэлектромагнитный фон, так и сильные электромагнитные поля от отдельных источников. Максимум электромагнитного фона приходится на интервал времени от 10 до 22 часов. Наибольший динамический диапазон изменения электромагнитного фона наблюдается в зимнее время, наименьший - в летнее. В частотном распределении ЭМ-фона выделяют полосы частот: 50 Гц – электроэнергосбережение; 1…32 МГц – вещание коротковолновых станций; 66…960 МГц – телевидение и радиовещание, радиотелефонные системы, радиорелейные линии связи. Интенсивность фона зависит от излучения природных источников, расписания работы радиостанций, интенсивности автомобильного движения, близости к электроэнергетическим источникам.

Источниками низкочастотных ЭМПв городе являются линии электропередачи (50 Гц). Интенсивность воздействия от них определяется напряжением линии (110, 120, 330 кВ и выше).

Высокочастотные и сверхвысокочастотные ЭМП излучают радиопередающие устройства, используемые для радиолокации, радиовещания и связи. Их частотный диапазон очень широк - от 9 кГц до сотен ГГц. Мощности, излучаемые передающими антеннами, также разнообразны.

К радиопередающим устройствам относятся и радиотелефонные системы с «сотовой» структурой. В нашей стране получили распространение типы мобильных телефонов, отвечающие международным стандартам радиосвязи:

GSM-900 (диапазоны частот: 890…915 и 935…960 МГц);

GSM-1800 (диапазоны частот: 1710…1785 и 1805…1880 МГц);

NMT-450 (диапазоны частот: 453…457 и 463…467 МГц);

AMPS, AMPS-Д (диапазоны частот: 824…849 и 869…894 МГЦ).

Выходная мощность базовых станций сотовой радиосвязи достигает 100 Вт, передатчиков автомобильной связи – 6 Вт, ручных радиотелефонов – 2 Вт. Для центра города максимум излучения от базовых станций приходится на период суток с 11 до 17 часов, для «спальных» районов - с 9 до 10 и с 19 до 20 часов.

Лица, профессионально связанные с радиотелефонами (персонал станций, связисты, диспетчеры, работники дорожной инспекции, пожарной охраны и др.), подвергаются облучению в течение рабочего дня. Непрофессиональные пользователи радиотелефонов – только во время телефонных переговоров, которое, по данным исследований, составляет 1,5 часа в сутки для 85 % пользователей [64].

Биологический эффект от электромагнитного облучения зависит от частоты, продолжительности и интенсивности воздействия ЭМП, а также от внешних факторов: температуры и влажности воздуха, уровня шума и т.п. На развитие патогенных реакций в организме человека влияют: область тела, подвергаемая облучению, величина облучаемой поверхности, особенности организма (возраст человека, образ жизни, состояние здоровья). Наиболее чувствителен к ЭМП организм детей и больных людей, в частности страдающих аллергическими заболеваниями. ЭМП опасны для жизни в период эмбрионогенеза и для организма людей, склонного к образованию опухолей.

Наиболее изучены тепловые эффекты воздействия ЭМП на биологические ткани. Они проявляются в диапазонах ВЧ и СВЧ. По мере увеличения поглощенной энергии (выше 10 мВт/см²) нарушаются защитные механизмы, регулирующие температуру. Это вызывает неконтролируемое повышение температуры тела. Наиболее уязвимыми к действию ЭМП являются ткани с плохой циркуляцией крови и терморегуляцией: хрусталик глаза, семенные железы и желчный пузырь, участки желудочно-кишечного тракта.

Исследованы последствия негативных (информационных) эффектов воздействия ЭМП на человека. Среди них выделяют патологические реакции, которые связывают с онкологическими заболеваниями, в частности с лейкемией (раком крови), разнообразными психическими нарушениями, эффектом «радиозвука», влиянием на сердечно-сосудистую систему, в том числе на снижение артериального давления и замедление ритма сердца (брадикардия).

Нормы ПДУ электромагнитных воздействий. Нормируемый ПДУ напряженности электрического поля (50 Гц), излучаемого воздушными линиями электропередачи (ВЛ) напряжением 300 кВ и выше, составляет на территории жилой застройки 1 кВ/м на высоте 1,8 м от поверхности земли. Индукция магнитного поля промышленной частоты (50 Гц) на территории жилой застройки от ВЛ переменного тока и др. объектов не должна превышать 50 мкТл (временный норматив) на высоте 1,8 м от поверхности земли [73].

Нормируемыми уровнями электромагнитных излучений радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) являются:

· в диапазоне частот 30 кГц … 300 МГц – среднеквадратичное значение напряженности электрической составляющей ЭМИ РЧ, В/м;

· в диапазоне частот 300 МГц … 300 ГГц - среднеквадратичное значение плотности потока энергии (ППЭ), мкВт/см².

В случае импульсно-модулированного излучения оценка производится по средней за период следования импульсов интенсивности ЭМИ РЧ.

ПДУ электромагнитных полей от радиопередающих устройств для мест жилой застройки, мест массового отдыха и для внутренних помещений жилых, общественных и производственных зданий приведены в табл. 4.14 и 4.15.

Таблица 4.14