Нормирование электромагнитных полей (Тема)

 

Для оценки уровня электромагнитных полей (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 ОП-1, снабжённый термисторной головкой и рупорными 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: хрусталик (последствия-катаракта), семенники (импотенция) и т.д., нарушаются 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. 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 ГОСТ 12.1.006-84 для персонала ПДУ определяется по формуле:

 

 

При этом W = 200 мкВт×ч/см² для всех случаев облучения, кроме случая вращающихся и сканирующих антенн, когда W = 2000 мкВт ×ч/см²;

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, 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.

Утверждённые в 1996 Госсанэпиднадзором РФ Санитарные правила и нормы – “Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона” в целом подтверждают изложенные позиции нормирования СВЧ-полей по ГОСТ 12.1.006-84.

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.

 

Таблица 1. Предельно допустимые значения энергетической экспозиции

 

 

 

Таблица 2. Максимально допустимые значения интенсивности ЭМИ

 

Для всего диапазона радиочастотных ЭМИ (300 МГц ... 300 ГГц) значения предельно допустимых энергетических экспозиций по электрической и магнитной составляющим, а также по плотности потока энергии (соответственно ЭЭ_{э ПДУ}, ЭЭ_{м ПДУ}, ЭЭ_{ППЭ ПДУ}) для персонала представлены в таблице1, максимально допустимые значения интенсивности ЭМИ для персонала – в таблице 2.

ПДУ ЭМИ радиочастот для населения приведены в табл. 3 и 4.

 

Таблица 3. ПДУ ЭМИ для населения

 

Таблица 4. ПДУ ЭМИ радиочастот, создаваемые телевизионными станциями

 

 Низкочастотные ЭМП (0 ... 10 кГц) 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 информационном уровне: например, сезонная миграция большого числа разнообразных животных связана с их способностью ориентироваться по силовым линиям ГМП.

 Низкочастотные магнитные поля в связи с практическим отсутствием 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 50 Гц – основной источник ЭМП 50 Гц – воздушные линии электропередачи (ЛЭП) – приняты следующие значения напряжённости электрического поля, кВ/м [94]: 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.

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

,

где Е₁, Е₂, ..., Е_n – 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 300 МГц ... 300 ГГц равна

 

w = w₁ + w₂ + ... + w_n.

 

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

.