Лекция 18. Защита от электромагнитного загрязнения

План лекции:

1. Электромагнитное загрязнение среды и его источники.

2. Предельно допустимые уровни (ПДУ) электромагнитных полей (ЭМП).

3. Защита от ЭМП.

Электромагниное загрязнение по Н.Реймерсу возникает в результате изменений электромагнитных свойств среды, приводящих к нарушениям работы электронных систем и изменениям в тонких клеточных и молекулярных биологических структурах. Естественные изменения в электромагнитном фоне называют электромагнитными аномалиями. В последнее время в связи с широчайшим развитием электронных систем управления, передач, связи, электроэнергетических объектов на первый план вышло антропогенное электромагнитное загрязнение – создание искусственных электромагнитных полей (ЭМП). Их влияние на нашу жизнь многообразно, но недостаточно изучено. Известны случаи полного нарушения движения поездов в Японии под влиянием внешних ЭМП. Другой пример – остановка сердца у человека с электростимулятором. У людей, постоянно проживающих под ЛЭП, фиксируется аномально высокая смертность от рака, туберкулеза и сердечно-сосудистых заболеваний. Установлены факты влияния высоковольтных линий на геомагнитные процессы и даже на грозовую активность в атмосфере. Недостаточное внимание к высоковольтным линиям привело к тому, что в 70-е годы исследователи установили связь между лейкозом у детей и воздействием магнитного поля этих линий. В результате антропогенной деятельности увеличивается общий электромагнитный фон окружающей среды не только в количественном, но и в качественном отношении. Появились источники техногенного происхождения, отличающиеся по своим характеристикам от традиционных источников, к которым живые организму биосферы адаптировались в процессе длительной эволюции. Например, миллиметровые волны, некоторые участки радиодиапазонов, ультрафиолетовые, рентгеновские, γ -излучения, инфразвуковые и ультразвуковые колебания, сильные электростатические и магнитные поля и т.д. в существенной степени изменяют естественный фон. При этом возможно не простое наложение техногенных физических полей на естественный фон, а происходит их более сложное взаимодействие друг с другом, что существенно может влиять на устойчивость экосистем.

Современная концепция действия миллиметровых волн на биологический объект заключается в следующем:

- взаимодействие излучения с поверхностными клеточными мембранами;

- взаимодействие СВЧ поля с зарядами белковых молекул, совершающими колебания на собственных резонансных частотах;

- возникновение в мембране СВЧ поля акустического происхождения;

- мембраны создают синхронизирующие, фазирующие СВЧ поля, воздействующие на белковые молекулы;

- синхронизация и когерентное сложение колебаний белков передается колебаниям мембраны с последующим излучением энергии в межклеточное пространство.

Статическое электрическое поле также существенно влияет на живые организмы. Разряды, возникающие при стечении электрических зарядов, вызывают испуг, раздражение, могут быть причиной пожара, взрыва, травмы, порчи микроэлектронных устройств и т.п. Длительное воздействие статических электрических полей с напряженностью поля более 1000 В/м вызывает у человека головную боль, утомленность, нарушения обмена веществ, раздражительность.

Известно, что любое ЭМП характеризуется частотой и векторами напряженности электрического и магнитного полей.

Шкала электромагнитных волн для различных диапазонов частот ЭМП представлена на рис., а некоторые техногенные источники электромагнитного загрязнения – таблице.

Рис. Шкала электромагнитных волн: Звездочкой помечены номера поддиапазонов, установленные международным консультативным комитетом радиосвязи (МККР)

Таблица - Техногенные источники электромагнитного загрязнения

Однако для различных вариантов степень воздействия на биологические объекты может быть разной. Если ЭМП обусловлено неподвижными зарядами, то оно является электростатическим. Определяющей является напряженность электрического поля. Наоборот, для катушек с большим числом витков при постоянном токе относительное проявление магнитной составляющей выше электрической. Для ЭМП от источников, работающих на переменных токах частотой до 300 МГц, учитываются электрическая и магнитная составляющая. Этот диапазон охватывает установки промышленной частоты (50 Гц), а также радиопередающие и телевизионные устройства различных диапазонов: низкой частоты (30-300 кГц), средней (300 кГц – 30 МГц), очень высокой (30-300 МГц). Существуют и более высокие диапазоны излучения УВЧ (300-3000МГц), СВЧ (3-30 ГГц) и КВЧ (30-300 ГГц).