Неионизирующее излучение здоровье человека

К проблеме неионизирующих электромагнитных излучений

Последние десятилетия ХХ и начало XXIвеков знаменуются интенсификацией исследований в области точных наук и широким внедрением в практику новых технологий, в том числе с использо-ванием неионизирующих электромагнитных излучений (ЭМИ) диапазона радиоволн.

Наиболее часто встречающиеся источники ЭМИ: воздушные линии электропередачи и подстанции сверхвысокого напряжения, генераторные шкафы, ВЧ-трансформаторы, волноводные тракты, бытовое электрооборудование (компьютеры, телевизоры, печи СВЧ и т.д.). ЭМИ применяются для передачи информации на расстояние (радиовещательные, радиотелефонная связь, телевидение, радиолокация, радиометеорология и др.) Одним наиболее известных источников ЭМИ в последние годы стала мобильная радиосвязь, которая вносит весомый вклад в электромагнитный фон (WIFI, GPRS, 3G, WIMAX, LTE).

Среди антропогенных источников ЭМИ особое место занимает мобильный радиотелефон, или сотовый телефон. Фактическое число пользователей сотовой связью в мире в 2011 году составило около 4,1 млрд. человек (Ericsson Annual Report, 2012). В нашей стране за последние 20 лет сотовые системы мобильной радиосвязи (сотовые СМРС, или сотовая связь) распространились от единичных случаев практически до поголовногоиспользования, включая школьников первых классов. Так, в Российской Федерации в 2010 году на 1000 жителей число активных абонентов составило 742 человека, и этот показатель с каждым годом возрастает (http://www.tasstelecom.ru).

В Краснодарском крае с населением 5 млн. человек с учетом всех операторов зарегистрировано более 9,6 млн. абонентов (активных sim-карт) (http://www.tasstelecom.ru/ratings/one/6).

В крае идет подготовка к Олимпийским играм в Сочи 2014 г. Это также накладывает свой отпечаток на развитие инфраструктуры сотовой связи. По данным только одного из ведущих операторов сотовой связи – ОАО «МегаФон» (операторы «Большой тройки»), в последние 3 года количество базовых станций г. Сочи опережает Краснодар (в 2011 г. опережение составило 33%). Уже сегодня более 20% краевых базовых станций сотовой связи сосредоточено в г. Сочи (с населением менее 10% от краевого), и по количеству базовых станций город Олимпиады-2014 вышел на первое место среди всех городов края, хотя еще в 2007 г. Краснодар – как краевой центр – являлся бесспорным лидером. Аналогичная тенденция наблюдается и у других операторов «Большой тройки».

Все вышесказанное делает проблему санитарно-гигиенического надзора за объектами системы сотовой связи особенно актуальной и социально значимой.

Вместе с тем, исследований ЭМИ систем мобильной связи на здоровье и качество жизни в регионе не проводилось. В связи с этим представляется важным выявить взаимосвязь между ЭМИ систем сотовой связи и здоровьем, а также качеством жизни населения Краснодарского края.

Основу сотовой связи составляет электромагнитное излучение (ЭМИ), которым она и обеспечивается. ЭМИ сотовой связи в настоящее время относят к группе факторов, которые не проявляются сразу и в явной форме заболевания, а причисляют к категории «факторов с окончательно не установленным риском». Однако, не оставляет без опасений тот факт, что если нормативы (СанПиН 2.2.4.1190-03) по ЭМИ большинства различных частотных диапазонов (в том числе и промышленных) выше природного фона до тысяч раз, то превышение мощности в диапазоне сотовой связи доходит до миллиарда раз выше уровня естественного ЭМИ того же частотного диапазона.

В составляющие обеспечения сотовой связью, кроме самих мобильных телефонов, входят так назы-ваемые базовые станции – мощные источники электромагнитного излучения, обеспечивающие взаимо-действие мобильных радиотелефонов друг с другом, и, как следствие, значительное электромагнитное загрязнение окружающей среды. Учитывая, что каждый оператор сотовой связи (в Краснодарском крае – МТС, Мегафон, Билайн, Теле2, СкайЛинк) имеет свои базовые станции, их совместное электромагнитное излучение возрастает.

C 90-х гг. XX века начались исследования воздействия излучения телефонов сотовой связи на здоровье. Выявлена восприимчивость человеческого организма даже к самым слабым электрическим и магнитным полям, не говоря уже о более мощных излучениях, исходящих от мобильного радио-телефона.

На сегодняшний день имеет место постоянное увеличение количества объектов-источников ЭМИ, ихприближение к местам пребывания человека, хроническое воздействие на экосистемы и население, что составляют потенциальную угрозу здоровью.

Вопрос о механизмах действия электромагнитных полей на биологические объекты до конца не исследован. Вместе с тем, в настоящее время нет сомнений – биологически значимыми являются не только уровни ЭМП, приводящие к нагреву тканей. Электромагнитные воздействия низких интенсивностей также способны заметно влиять на состояние и поведение живых организмов. В связи с этим выделяются два эффекта воздействия ЭМИ на биологические объекты – термическое (тепловое) и нетермическое (информационное).

Известно, что лишь часть излучения радиотелефона служит для установления связи с базовой стан-цией соты, в то время как от 30 до 70% энергии ЭМИ поглощается телом человека.

Биологическое действие ЭМИ зависит от длины волны излучения (частоты излучения), а также ин-тенсивности, длительности излучения и мощности. Организм человека весьма чувствителен к воздействию ЭМИ, при этом к критическим органам и системам относят центральную нервную, кроветворную, сердечнососудистую и нейроэндокринную, иммунную системы, обменные процессы. Биологические эффекты ЭМИ могут проявляться в самой различной форме, начиная от едва заметных функциональных сдвигов и заканчивая ярко выраженными нарушениями. Они могут проявляться раздражительностью, повышенной, утомляемостью, снижением работоспособности и концентрации внимания, нарушением памяти, сна и др.

Анализ парной корреляционной взаимосвязи между суммарным показателем электромагнитной нагрузки окружающей среды с показателями здоровья населения подтвердил гипотетические предположения причинно-следственных связей в системе «здоровье населения – окружающая среда». Установлена корреляционная связь интенсивности электромагнитного излучения радиочастотного диапазона среды обитания с уровнями распространенности болезней системы кровообращения среди взрослого населения (г=0,91) и болезней органов пищеварения среди подростков (г=0,69).

Поэтому разработка средств, позволяющих ослабить интенсивность ЭМИ или уменьшить его воздействие на человека, продолжается.

Широкое использование сотовой связи приблизило источник излучения к человеку, что чрезвычайно осложнило регламентирование электромагнитной нагрузки на область головы. Установленные временные ПДУ (100 мкВт/см 2 ) не имеют научного обоснования и осуществлять их контроль технически затруднено. Кроме того, механизм действия неионизирующих ЭМИ изучен не до конца и это не позволяет в настоящее время обеспечить надежность гигиенических регламентов.

Научно обоснованный подход по оценке влияния ЭМИ на человека, учитывающий как характерис-тики падающей волны, так и особенности поглощения энергии поля, не может быть построен на измерении напряженности только электрического поля на частотах выше 300 МГц, создаваемых беспроводными технологиями передачи данных (портативные радиостанции, беспроводные локальные сети, мобильный телефон). Оценка уровней электромагнитных полей по магнитной составляющей позволяет более корректно проводить измерения в ближней зоне источника ЭМИ. Разработанная методика оценки ЭМИ, создаваемых беспроводными технологиями передачи данных, удовлетворяет и международным рекомендациям, и учитывает методику российского подхода гигиенического норми-рования, которая позволяет создать адекватную оценку ПДУ в ближней зоне источника излучения с позиций гигиенического нормирования и сохранения здоровья населений.

Наличие недоработанных санитарно-эпидемиологических правил и норм, устанавливающих крите-рии безопасности по неионизирующим излучениям, только потенцирует проблему. Современные действующие отечественные нормативные документы в области высокочастотных электромагнитных полей (ЭМП), создаваемых элементами системы сотовой связи, не в полной мере согласованы друг с другом. Нормы в отношении электромагнитной безопасности населения разработаны без учёта наи-более чувствительных к действию вредных факторов окружающей среды контингентов (беременные и т.д.). В настоящее время возникла необходимость пересмотра нормативной базы и согласования отдельных документов друг с другом для устранения противоречий.

Кроме того, обращает на себя внимание тот факт, что число обращений в адрес Роспотребнадзора по Краснодарскому краю о возможном вредном воздействии электромагнитного излучения на здоровье населения за последние три года выросло в два раза.

Среди приоритетных причин, явившихся основанием для обращений с жалобами, связанными с проблемой ЭМИ, в Управление Роспотребнадзора по Краснодарскому краю, как правило, были уста-новка на жилых домах и общественных зданиях передающих устройств (антенн) без согласия лиц, находящихся в этих помещениях, а также порчей кровли и других конструкций зданий в процессе монтажных работ при установке этого оборудования.

Таким образом, динамичное развитие информационных технологий последних лет в Российской Федерации сопровождается широким распространением беспроводных технологий голосовой связи и передачи данных. В этой связи, высокую гигиеническую значимость имеет расширение сетей базовых станций сотовой связи (БС) и передающих радиотехнических объектов, так как производимое ими электромагнитное излучение может оказывать негативное влияние на здоровье людей. При этом одновременное воздействие на здоровье электромагнитного излучения различных частот остается недостаточно изученным.

В последние годы приняты основополагающие федеральные законы о санитарно-эпидемиологи-ческом благополучии населения. В развитие этих законов принят ряд государственных санитарно-эпидемиологических правил и норм, устанавливающих критерии безопасности, здоровья и работо-способности человека. Вместе с тем, необходимо отметить наличие недоработок санитарно-эпидемио-логических правил и норм, устанавливающих критерии безопасности по неионизирующим излучениям. На сегодняшний день актуальность проблемы ЭМИ определяется постоянным увеличением количества объектов-источников ЭМП, их приближением к местам пребывания человека, хроническим воздейст-вием на экосистемы и человека, а также потенциальной угрозой здоровью населения.

Управлением Роспотребнадзора принимаются меры по созданию централизованной базы данных источников ЭМИ, с учетом источников излучения всех организаций, осуществляющих их эксплуатацию на территории Краснодарского края, нанесение объектов на картографический материал, с указанием санитарно-защитных зон источников ЭМИ и зон ограничения застройки. Такой материал должен использоваться при разработке и утверждении генеральных планов территорий населенных пунктов.

Контроль за соблюдением санитарного законодательства при размещении и эксплуатации базовых станций сотовой связи продолжает оставаться одним из приоритетных направлений деятельности Управления Роспотребнадзора по Краснодарскому краю.

Источник

Неионизирующее излучение — Non-ionizing radiation

Неионизирующее (или неионизирующее ) излучение относится к любому типу электромагнитного излучения, которое не несет достаточно энергии на квант ( энергии фотона ) для ионизации атомов или молекул, то есть для полного удаления электрона из атома или молекулы . Вместо того, чтобы производить заряженные ионы при прохождении через вещество, неионизирующее электромагнитное излучение имеет достаточную энергию только для возбуждения, перемещения электрона в более высокое энергетическое состояние. Напротив, ионизирующее излучение имеет более высокую частоту и более короткую длину волны, чем неионизирующее излучение, и может представлять серьезную опасность для здоровья; его воздействие может вызвать ожоги, лучевую болезнь , рак и генетические повреждения . Использование ионизирующего излучения требует тщательно продуманных мер радиологической защиты , которые, как правило, не требуются для неионизирующего излучения.

Область, в которой излучение считается «ионизирующим», четко не определена, поскольку разные молекулы и атомы ионизируются с разными энергиями . Обычные определения предполагают, что излучение с энергией частиц или фотонов менее 10 электронвольт (эВ) считается неионизирующим. Другой предлагаемый порог составляет 33 электронвольта, это энергия, необходимая для ионизации молекул воды. Свет от Солнца, который достигает Земли, в основном состоит из неионизирующего излучения, поскольку ионизирующие дальние ультрафиолетовые лучи отфильтровываются газами в атмосфере, особенно кислородом. Оставшееся ультрафиолетовое излучение Солнца вызывает молекулярные повреждения (например, солнечный ожог) фотохимическими и производящими свободные радикалы средствами.

Для разных типов неионизирующего излучения наблюдаются разные биологические эффекты. Верхние частоты неионизирующего излучения вблизи этих энергий (большая часть спектра ультрафиолетового света и часть видимого света) способны вызывать нетепловые биологические повреждения, подобные ионизирующему излучению. Поэтому дебаты о здоровье сосредоточены на нетепловых эффектах излучения гораздо более низких частот (микроволновое, миллиметровое и радиоволновое излучение). Международное агентство по изучению рака недавно заявило , что может быть некоторый риск от неионизирующих излучений для человека. Но последующее исследование показало, что основа оценки IARC не соответствовала наблюдаемым тенденциям заболеваемости. Этот и другие отчеты свидетельствуют о том, что результаты, на которых МАИР основывал свои выводы, практически ни в коем случае не являются верными.

СОДЕРЖАНИЕ

Механизмы взаимодействия с веществом, в том числе с живой тканью

Ближний ультрафиолет , видимый свет , инфракрасный , микроволновый , радиоволны и низкочастотные радиочастоты (длинноволновые) — все это примеры неионизирующего излучения. Напротив, дальний ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи, гамма-лучи и все радиационные частицы от радиоактивного распада являются ионизирующими. Видимое и близкое к ультрафиолетовому излучению электромагнитное излучение может вызывать фотохимические реакции или ускорять радикальные реакции , такие как фотохимическое старение лаков или разрушение вкусовых соединений в пиве с образованием « светлого аромата ». Ближнее ультрафиолетовое излучение, хотя технически неионизирующее, все же может возбуждать и вызывать фотохимические реакции в некоторых молекулах. Это происходит потому, что при ультрафиолетовых энергиях фотонов молекулы могут становиться электронно возбужденными или переходить в свободнорадикальную форму даже без ионизации.

Возникновение ионизации зависит от энергии отдельных частиц или волн, а не от их количества. Интенсивный поток частиц или волн не вызовет ионизацию, если эти частицы или волны не несут достаточно энергии для ионизации, если только они не поднимут температуру тела до точки, достаточно высокой для ионизации небольших фракций атомов или молекул в процессе ионизации. термоионизация. В таких случаях даже «неионизирующее излучение» способно вызвать термическую ионизацию, если оно выделяет достаточно тепла для повышения температуры до энергии ионизации. Эти реакции происходят при гораздо более высоких энергиях, чем при ионизирующем излучении, для ионизации которого требуется только одна частица. Известным примером термической ионизации является ионизация пламенем при обычном огне и реакции потемнения в обычных пищевых продуктах, вызванные инфракрасным излучением, во время приготовления на гриле.

Энергия частиц неионизирующего излучения мала, и вместо того, чтобы производить заряженные ионы при прохождении через вещество, неионизирующее электромагнитное излучение обладает достаточной энергией только для изменения вращательной, колебательной или электронной валентной конфигурации молекул и атомов. Это вызывает тепловые эффекты. Возможные нетепловые эффекты неионизирующих форм излучения на живые ткани были изучены совсем недавно. Большая часть текущих споров связана с относительно низкими уровнями воздействия радиочастотного (РЧ) излучения мобильных телефонов и базовых станций, вызывающих «нетепловые» эффекты. Некоторые эксперименты предполагают, что могут иметь место биологические эффекты при нетепловых уровнях воздействия, но доказательства возникновения опасности для здоровья противоречивы и бездоказательны. Научное сообщество и международные организации признают, что необходимы дальнейшие исследования для улучшения нашего понимания в некоторых областях. Между тем, по общему мнению, нет последовательных и убедительных научных доказательств неблагоприятных последствий для здоровья, вызванных радиочастотным излучением при достаточно низких мощностях, при которых не возникает теплового воздействия на здоровье.

Риски для здоровья

Неионизирующее излучение может вызывать немутагенные эффекты, такие как возбуждение тепловой энергии в биологических тканях, что может привести к ожогам. В 2011 году Международное агентство по изучению рака (IARC) Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) опубликовало заявление, в котором добавлены радиочастотные электромагнитные поля (включая микроволновые и миллиметровые волны) в свой список вещей, которые могут быть канцерогенными для человека.

С точки зрения потенциальных биологических эффектов неионизирующая часть спектра может быть подразделена на:

1. Часть оптического излучения, где может происходить электронное возбуждение (видимый свет, инфракрасный свет)
2. Часть, где длина волны меньше длины тела. Может происходить нагрев индуцированными токами. Кроме того, есть заявления о других неблагоприятных биологических эффектах. Такие эффекты недостаточно изучены и даже в значительной степени отрицаются. (СВЧ и высокочастотные радиочастоты).
3. Часть, где длина волны намного больше длины тела, и нагрев индуцированными токами происходит редко (низкочастотные радиочастоты, электрические частоты, статические поля).

Вышеупомянутые эффекты, как было показано, связаны только с эффектами нагрева. На низких уровнях мощности, где отсутствует эффект нагрева, риск рака незначителен.

Ближнее ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолет может вызвать ожоги кожи и катаракту глаз. Ультрафиолет классифицируется на ближний, средний и дальний УФ в соответствии с энергией, где ближний и средний ультрафиолет технически неионизируют, но где все длины волн УФ могут вызывать фотохимические реакции, которые в некоторой степени имитируют ионизацию (включая повреждение ДНК и канцерогенез). УФ-излучение выше 10 эВ (длина волны короче 125 нм) считается ионизирующим. Тем не менее, остальная часть УФ-спектра от 3,1 эВ (400 нм) до 10 эВ, хотя технически не ионизируется, может вызывать фотохимические реакции, которые повреждают молекулы другими способами, кроме простого нагрева. Поскольку эти реакции часто очень похожи на реакции, вызываемые ионизирующим излучением, часто весь УФ-спектр считается эквивалентным ионизирующему излучению при его взаимодействии со многими системами (включая биологические системы).

Например, ультрафиолетовый свет, даже в неионизирующем диапазоне, может производить свободные радикалы , вызывающие повреждение клеток, и может быть канцерогенным . Фотохимия, такая как образование димера пиримидина в ДНК, может происходить в большей части УФ-диапазона, включая большую часть полосы, которая формально неионизируется. Ультрафиолетовый свет вызывает выработку меланина клетками меланоцитов, вызывая загар кожи. Витамин D вырабатывается на коже в результате радикальной реакции, инициированной УФ-излучением.

Солнцезащитные очки из пластика ( поликарбоната ) обычно поглощают УФ-излучение. Чрезмерное воздействие ультрафиолетового излучения на глаза вызывает снежную слепоту , обычную для областей с отражающими поверхностями, таких как снег или вода.

Видимый свет

Свет или видимый свет — это очень узкий диапазон электромагнитного излучения, видимый человеческим глазом (около 400–700 нм), или до 380–750 нм. В более широком смысле физики называют свет электромагнитным излучением всех длин волн, видимым или невидимым.

Видимый свет с высокой энергией — это сине-фиолетовый свет с более высоким потенциалом поражения.

Инфракрасный

Инфракрасный (ИК) свет — это электромагнитное излучение с длиной волны от 0,7 до 300 микрометров, что соответствует диапазону частот приблизительно от 1 до 430 ТГц. Длины волн инфракрасного излучения длиннее, чем у видимого света, но короче, чем у микроволн терагерцового излучения. Яркий солнечный свет обеспечивает освещенность чуть более 1 киловатта на квадратный метр на уровне моря. Из этой энергии 527 Вт составляет инфракрасное излучение, 445 Вт — видимый свет и 32 Вт — ультрафиолетовое излучение.

Микроволны — это электромагнитные волны с длиной волны от одного метра до одного миллиметра или, что эквивалентно, с частотами от 300 МГц (0,3 ГГц) до 300 ГГц. Это широкое определение включает как УВЧ, так и КВЧ (миллиметровые волны), и различные источники используют разные границы. Во всех случаях микроволновая печь включает в себя как минимум весь СВЧ-диапазон (от 3 до 30 ГГц или от 10 до 1 см), при этом в радиотехнике часто нижняя граница составляет 1 ГГц (30 см), а верхняя — около 100 ГГц (3 мм). . Приложения включают мобильные (мобильные) телефоны, радары, сканеры аэропортов, микроволновые печи, спутники дистанционного зондирования Земли, а также радио- и спутниковую связь.

Радиоволны

Радиоволны — это тип электромагнитного излучения с длинами волн в электромагнитном спектре больше, чем у инфракрасного света. Как и все другие электромагнитные волны, они движутся со скоростью света. Естественные радиоволны создаются молниями или астрономическими объектами. Искусственно генерируемые радиоволны используются для фиксированной и мобильной радиосвязи, радиовещания, радиолокационных и других навигационных систем, спутниковой связи, компьютерных сетей и множества других приложений. Радиоволны разных частот имеют разные характеристики распространения в атмосфере Земли; длинные волны могут очень последовательно покрывать часть Земли, более короткие волны могут отражаться от ионосферы и распространяться по всему миру, а волны гораздо меньшей длины изгибаются или отражаются очень мало и распространяются по линии прямой видимости.

Очень низкая частота (VLF)

Очень низкая частота или VLF — это диапазон RF от 3 до 30 кГц. Поскольку в этой полосе радиочастотного спектра не так много полосы пропускания, используются только самые простые сигналы, например, для радионавигации. Также известна как мириаметровая полоса или мириаметровая волна, поскольку длины волн находятся в диапазоне от десяти до одного мириаметра (устаревшая метрическая единица, равная 10 километрам).

Чрезвычайно низкая частота (ELF)

Чрезвычайно низкая частота (КНЧ) — это диапазон частот излучения от 300 Гц до 3 кГц. В науке об атмосфере обычно дается альтернативное определение от 3 Гц до 3 кГц. В соответствующей науке о магнитосфере низкочастотные электромагнитные колебания (пульсации с частотой ниже

3 Гц) считаются находящимися в УНЧ диапазоне, который, таким образом, также определяется иначе, чем радиодиапазоны МСЭ.

Тепловое излучение

Тепловое излучение, распространенный синоним инфракрасного излучения, когда оно возникает при температурах, обычно встречающихся на Земле, — это процесс, при котором поверхность объекта излучает свою тепловую энергию в форме электромагнитных волн. Инфракрасное излучение, которое можно почувствовать, исходящее от бытового обогревателя, инфракрасной лампы или кухонной духовки, является примерами теплового излучения, так же как ИК и видимый свет, излучаемый светящейся лампой накаливания (недостаточно горячей для излучения синего максимума). частоты и, следовательно, желтоватый; люминесцентные лампы не являются тепловыми и могут казаться более синими). Тепловое излучение генерируется, когда энергия движения заряженных частиц внутри молекул преобразуется в лучистую энергию электромагнитных волн. Частота испускаемой волны теплового излучения представляет собой распределение вероятностей, зависящее только от температуры, и для черного тела определяется законом излучения Планка. Закон смещения Вина дает наиболее вероятную частоту испускаемого излучения, а закон Стефана-Больцмана дает интенсивность тепла (мощность, излучаемую на площадь).

Части электромагнитного спектра теплового излучения могут быть ионизирующими, если объект, излучающий излучение, достаточно горячий (имеет достаточно высокую температуру ). Типичным примером такого излучения является солнечный свет, который представляет собой тепловое излучение фотосферы Солнца и содержит достаточно ультрафиолетового света, чтобы вызвать ионизацию многих молекул и атомов. Ярким примером является вспышка от взрыва ядерного оружия , которая испускает большое количество ионизирующих рентгеновских лучей исключительно в результате нагрева атмосферы вокруг бомбы до чрезвычайно высоких температур.

Как отмечалось выше, даже низкочастотное тепловое излучение может вызывать температурную ионизацию всякий раз, когда оно выделяет достаточно тепловой энергии для повышения температуры до достаточно высокого уровня. Обычными примерами этого являются ионизация (плазма), наблюдаемая в обычном пламени, и молекулярные изменения, вызванные « потемнением » при приготовлении пищи, что представляет собой химический процесс, который начинается с большой составляющей ионизации.

Излучение черного тела

Излучение черного тела — это излучение идеализированного излучателя, который при любой температуре испускает максимально возможное количество излучения на любой заданной длине волны. Черное тело также будет поглощать максимально возможное падающее излучение в любой данной длине волны. Излучаемое излучение охватывает весь электромагнитный спектр, а его интенсивность (мощность на единицу площади) на заданной частоте определяется законом излучения Планка . Черное тело при температуреравной или ниже комнатной температуры, таким образомпредставляется абсолютно чернымпоскольку это не будет отражать любой свет. Теоретически черное тело излучает электромагнитное излучение во всем спектре от радиоволн очень низкой частоты до рентгеновских лучей. Частота, при которой излучение черного тела является максимальным, определяется законом смещения Вина .

Источник