Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

В.Ф. Панин
Защита биосферы от энергетических воздействий

Конспект лекций. – Томск: ТПУ, 2009. – 62 с.

Предыдущая

Глава 2. Защита окружающей среды от электромагнитных (радиочастотных) загрязнений

2.3. Нормирование электромагнитных полей

Для оценки уровня ЭМП используются разные характеристики ЭМП: в диапазоне 0 ... 300 МГц используется электрическая и магнитная напряжённости ЭМП (Е и Н, В/м, А/м), в диапазоне 300 МГц ... 300 ГГц – плотность потока энергии (w, Вт/м2 или мкВт/см2). Для измерения напряжённостей ЭМП используют прибор ИЭМП с дипольной и рамочной антеннами и преобразователями для измерения напряжённостей в разных частотных диапазонах, для измерения мощности излучения – прибор       ПЗ - 40, снабжённый сменными антеннами.

В настоящее время допустимо считать, что биологический эффект ЭМП в диапазоне 300 МГц ... 300 ГГц слабо зависит от частоты, поэтому обсуждение различных аспектов нормирования в этом диапазоне ведётся на примере СВЧ-полей.

СВЧ-поля проникают в биообъекты на глубину, равную 1/40 длины волны, поэтому сантиметровые и миллиметровые волны поглощаются, в основном, кожей, при этом большая часть энергии выделяется в виде тепла. Излучения с большими длинами волн проникают глубже и влияют на внутренние органы.

В части биологической эффективности СВЧ-полей достаточно надёжно известно следующее:

1) при w до 10 мкВт/см2 стойких генетических нарушений нет;

2) при w ³ 100 мкВт/см2 бионарушения связаны с повышением температуры тела, особенно нагреваются бессосудистые органы: хрус-талик (последствия-катаракта), семенники (импотенция) и т.д., нару-шаются также обменные процессы в центральной нервной системе;

3) тяжесть биоповреждений при воздействии СВЧ-полей в нетепловом диапазоне пропорциональна длительности облучения и степени напряжения адаптационных механизмов к другим факторам среды. При хроническом воздействии нетепловых доз СВЧ-излучения наблюдаются головные боли, быстрая утомляемость, неврозы, нарушения сна, артериального давления, сердечно-сосудистой деятельности, состава крови.

Логика нормирования СВЧ-полей: под ПДУ следует понимать минимальную w, выше которой в организме возникают стойкие функциональные изменения, то есть в зоне запредельного торможения (см. начало раздела 4). Так, для излучения с l = 10 см такие нарушения установлены при w > 1000 мкВт/см2. Взяв коэффициент запаса, равный 10, можно определить, таким образом, предельно допустимый уровень (ПДУ) = 100 мкВт/см2.

Согласно СанПиН 2.2.4.1191 – 03, определяющих нормирование ЭМП в производственных условиях для диапазона 10 кГц…300 ГГц ПДУ определяется по формуле:

 ,                                                (1)

где W – нормированное значение допустимой энергетической нагрузки (по [31] - энергетической экспозиции); W = 200 мкВт×ч/см2 для всех случаев облучения, кроме случая вращающихся и сканирующих антенн, когда W = 2000 мкВт ×ч/см2; t  – время пребывания в зоне облучения.

Однако значения ПДУ не должны превосходить 1000 мкВт/см2 в любых случаях, а при наличии рентгеновского излучения (в пределах норм радиационной безопасности) или температуры выше 28°С ПДУ не должен превосходить 100 мкВт/см2. Например, по (1) для случая вращающихся или сканирующих антенн, W = 2000 мкВт×ч/см2, для t = 0,1 час величина ПДУ = 2000 (мкВт×ч/см2)/0,1ч. = 20000 мкВт/см2, но этот уровень СВЧ-поля недопустим, так как он ограничен величиной 1000 мкВт/см2.

Таблица 5 - Предельно допустимые значения энергетической экспозиции

Диапазон частот

По электри-ческой сос-тавляющей

ЭЭэ ПДУ, (В/м)2 ·ч

По магнитной составляющей ЭЭм ПДУ,

(А/м)2 ·ч

По плотности потока энергии

ЭЭППЭ ПДУ, (мкВт/см2) ·ч

30кГц    ...       3МГц

3МГц     ...     30МГц

30МГц   ...     50МГц

50МГц   ...   300МГц

300МГц ...    300ГГц

20000

7000

800

800

200

не разработаны

0,72

не разработаны

200

Напоминаем, что всё изложенное выше по нормированию ЭМИ для диапазона 300 МГц ... 300 ГГц, относится к персоналу или к рабочей зоне.

Для территории жилой застройки, мест отдыха, помещений, рабочих мест лиц до 18 лет и беременных женщин ПДУ составляет 10 мкВт/см2, а для случая облучения населения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования, – 100 мкВт/см2. [31].

Для всего диапазона радиочастотных ЭМИ (300МГц ... 300ГГц) значения предельно допустимых энергетических экспозиций по электри-ческой и магнитной составляющим, а также по плотности потока энергии (соответственно ЭЭэ ПДУ, ЭЭм ПДУ, ЭЭППЭ ПДУ) для персонала [31] представлены в таблице 5, максимально допустимые значения интен-сивности ЭМИ для персонала – в таблице 6 [32].

Таблица 6 -  Максимально допустимые значения интенсивности ЭМИ

Величина

Единицы измерения

Диапазон воздействия ЭМИ

30 кГц ... ...300 МГЦ

3 МГц ... ...30 МГц

30 МГц ...

...300 МГЦ

300 МГц ...

...300 ГГц

ЕПДУ, В/м

НПДУ, А/м

ППЭПДУ,

МкВт/см2

500

50

-

300

-

-

80

3

-

-

-

   1000

5000 (для лока-льного облучения кистей рук)

ПДУ ЭМИ радиочастот для населения [31] приведены в таблицах 7 и 8 [32].

Таблиц7 - ПДУ ЭМИ для населения

Места

Нахождения людей

Участок диапазона, единица измерения

30 кГц ...

...300 кГц,

В/м

0,3 МГц ...

...3 МГц,

В/м

3 МГЦ ...

...30МГЦ,

В/м

30 МГц ...

...300 МГц,

 В/м

300 МГц ...

...300 ГГц,

мкВт/см2

Территория жилой застройки, места отдыха, помещения, рабочие места лиц до 18 лет и беременных женщин

25

15

10

3*

10

100**

* - кроме телевизионных (см. таблицу 8) и радиолокационных станций, работающих в режиме кругового обзора (сканирования);

** - для случаев облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования.

Низкочастотные ЭМП (0 ... 10кГц) представляют собой значимый экологический фактор. Так, геомагнитное поле (ГМП) защищает живое вещество планеты от электрически заряженных частиц космического происхождения, и существенное изменение ГМП может привести к дестабилизации биосферы, причём не на энергетическом, но на ин-формационном уровне: например, сезонная миграция большого числа разнообразных животных связана с их способностью ориентироваться по силовым линиям ГМП.

Таблица 8 - ПДУ ЭМИ радиочастот, создаваемые телевизионными станциями

Частота ТВ-станции, МГц

48,4

88,4

192

300

 

Напряжённость, Е (В/м)

5,4

4,0

3,0

2,5

 

          Низкочастотные магнитные поля в связи с практическим отсутсвием ослабления тканью живого вещества оказывают влияние на все органы, ткани, клетки, молекулы биообъекта. Так, хроническое воздействие магнитного поля 50 Гц напряжённостью около 640 А/м приводит к возрастанию летальности лабораторных животных (на 20 %) и к напряжению адаптационных процессов в системе надпочечных желёз, снижению половой потенции у самцов белых мышей. Низкочастотные электрические поля экранируются и ослабляются живыми организмами, но отрицательно влияют на физиологическое состояние животных: поражаются кожа, волосяной покров, семенники, стимулируется развитие онкозаболеваний, импотенции, стерильности.

          В качестве ПДУ ЭМП 50Гц – основной источник ЭМП 50Гц – воздушные линии электропередачи (ЛЭП) – приняты следующие значения напряжённости электрического поля, кВ/м [33]: в жилых помещениях – 0,5; в зоне жилой застройки – 1,0; в населённой местности, вне зоны жилой застройки (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зелёные зоны, земли посёлков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населённых пунктов в пределах черты этих пунктов), а также на территории огородов и садов – 5; на участках пересечения ЛЭП с автомобильными дорогами I – IV категорий - 10; в ненаселённой местности (незастроенные местности, даже часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельхозугодья) – 15; в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельхозмашин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения - 20 кВ/м.

          Для зон около радиотехнических объектов и телевизионных   станций СВЧ-диапазона в основу нормирования положены «Санитарные правила ...» [31].

          При одновременном воздействии нескольких источников суммарное значение параметров ЭМП, например, напряжённости электрической составляющей ЭМП, определяется из соотношения:

 ,

где Е1, Е2, ... , Еn – напряжённости электрического поля, создаваемые каждым передатчиком в контролируемой точке данного диапазона, В/м.

          Суммарная плотность потока энергии, w, от n источников на прилегающей территории для диапазона частот ЭМИ 300МГц ... 300ГГц равна:

w = w1 + w2 + ... + wn .

При наличии нескольких источников излучения, работающих в разных радиочастотных диапазонах, напряжённости поля Е1, Е2 ..., Еn, создаваемые n источниками ВЧ, и плотности потока энергии w1, w2, ... wn, создаваемые N источниками СВЧ, на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) должны соответствовать требованию:

.

Предыдущая