Здоровье и излучение
Шрифт:
Глава 1. Сведения о электромагнитном поле
Обычно рассматриваются два разных типа ЭМП: ионизирующее ЭМП и неионизирующее ЭМП.
Ионизирующее ЭМП является электромагнитным полем с очень высокой частотой. Его минимальная частота начинается в области высоких частот ультрафиолетового излучения. Ионизирующее ЭМП может быть очень опасным для человека: оно ионизирует атомы и молекулы тела человека, что может быстро привести к значительному ухудшению здоровья и даже к смерти. Механизм этого влияния к настоящему времени достаточно хорошо изучен.
Уже по названию видно, что неионизирующее ЭМП не может ионизировать атомы и молекулы тела человека, потому
В этой книге в основном рассматриваются антропогенные неионизирующие ЭМП, которые влияют практически на все население. Вопросы специального применения антропогенных неионизирующих ЭМП (медицина, промышленность), а также вопросы влияния природных неионизирующих ЭМП, будут затронуты очень кратко.
Необходимо отметить, что ЭМП – это общее понятие, которое довольно часто подменяется более частным понятием – электромагнитное излучение (ЭМИ). Такая подмена некорректна, ведь определение названия ЭМИ предполагает, что электромагнитное излучение – это только часть электромагнитных полей, которая способна передавать энергию в форме волн через пространство и/или через материальную среду. Например, в современной квартире ЭМИ промышленной частоты 50 Гц практически всегда отсутствует, тогда как ЭМП частоты 50 Гц, в той или иной степени, всегда присутствует.
Интересно, что в названии РНКЗНИ и в названии Международной комиссии по защите от неионизирующего излучения (МКЗНИ, англ. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, ICNIRP) также указывается на более узкую сферу деятельности, чем в действительности занимаются обе организации: защитой от неионизирующего ЭМП. Возможно, таким образом названия получаются более краткими и узнаваемыми. Кстати, большое число публикаций также содержит термин ЭМИ, хотя иногда из текста следует, что речь идет именно о ЭМП.
Весьма приближенно можно представлять простой синусоидальный волновой электромагнитный процесс в виде череды регулярно повторяющихся волн высокой скорости, равной скорости света. Одна из основных характеристик синусоидального волнового электромагнитного процесса – это его частота (или период, или длина волны). Частота – это показатель, который указывает число циклов (волн) синусоидального волнового процесса в единицу времени. Длина волны и частота тесно взаимосвязаны: чем выше частота, тем короче длина волны. Другие характеристики простого синусоидального волнового процесса: амплитуда и фаза.
Довольно часто говорится, что у электромагнитного сигнала есть начальная (нижняя) и конечная (верхняя) частота. Также можно сказать, что у сигнала есть центральная частота и полоса частот. Нужно иметь в виду, что в современных системах радиосвязи незначительная часть мощности сигнала может распространяться и вне полосы частот, а это может создать помехи для других систем и устройств.
Полезно знать, что практически любой сложный периодический электромагнитный сигнал можно представить в виде суммы простых синусоидальных волновых электромагнитных процессов с соответствующими частотами, амплитудами и фазами.
В книге рассматриваются в основном наиболее распространенные антропогенные неионизирующие ЭМП:
– низкочастотные электрические поля (1 Гц – 100 кГц)
– низкочастотные
– радиочастотные электромагнитные поля (100 кГц – 300 ГГц).
Такое разделение сделано в соответствии с рекомендациями МКЗНИ [1,2] по классификации ЭМП, и его можно считать оправданным.
Другое дело, что целью МКЗНИ является разработка рекомендаций по нормированию ЭМП, а вот здесь предлагаемые рекомендации МКЗНИ существенно отличаются от рекомендаций ВОЗ и ПАСЕ, хотя МКЗНИ официально сотрудничает с ВОЗ, Международной Организацией Труда и Европейской Комиссией. Как будет показано далее, отличие это настолько существенное, что из полного названия комиссии впору убрать предлог «от», при этом сокращенное название не изменилось бы, а смысл полного нового названия (Международная комиссия по защите неионизирующего излучения) стал бы соответствовать предлагаемым МКЗНИ уровням ЭМП.
Низкочастотные электрическое поле (ЭП) и магнитное поле (МП) в основном возбуждают в теле человека электрический ток, который может негативно влиять на здоровье. Радиочастотное ЭМП в основном нагревает тело человека, что может нанести вред здоровью. В диапазоне частот 100 кГц – 10 МГц, помимо нагревания, нужно учитывать возбуждаемый электрический ток.
Особое внимание уделяется МП крайне низкой частоты (КНЧ, англ. Extremely Low Frequency, ELF), потому что оно классифицировано ВОЗ как возможный канцероген [3]. Согласно ВОЗ, КНЧ – это частота из диапазона частот 3–300 Гц или даже из диапазона частот 3–3000 Гц. Именно диапазон частот 3–3000 Гц в дальнейшем тексте книги будет обозначаться КНЧ (ELF), когда речь пойдет о канцерогенности МП. В любом случае МП промышленной частоты 50 Гц является возможным канцерогеном. Необходимо подчеркнуть: важен именно частотный диапазон, а не его название, потому что можно встретить, например, такую классификацию:
Как видите, иногда название может ввести в заблуждение: можно сделать ложный вывод о том, что МП промышленной частоты 50 Гц не является возможным канцерогеном. С другой стороны, название СНЧ при поиске информации о канцерогенности МП может показаться бесполезным, тогда как МП именно этого диапазона частот также будут возможными канцерогенами.
Низкочастотное электрическое поле
Низкочастотное ЭП образуется при наличии заряда, величина которого изменяется со временем. Присутствие низкочастотного электрического тока не является необходимым условием для наличия низкочастотного ЭП. Например, около розетки с напряжением, которая предназначена для подключения электроприборов (220 В и 50 Гц), будет низкочастотное (50 Гц) ЭП даже в том случае, если электроприборы не подключены. Если есть розетка с постоянным напряжением, то около нее будет статическое ЭП.
Наиболее сильными являются низкочастотные ЭП в непосредственной близости от источников (розетки, линии электропередачи и так далее). По мере удаления от источника, сила ЭП быстро уменьшается. Сила ЭП характеризуется напряженностью (E) ЭП, которая измеряется в вольтах на метр (В/м). Низкочастотные ЭП влияют на распределение электрических зарядов на поверхности тела человека и вызывают наличие в организме электрических токов.
Проводящие поверхности, особенно заземленные, являются эффективной защитой от ЭП. Некоторые строительные материалы и деревья также обеспечивают защиту. Если линии электропередачи проложены под землей, то ЭП на поверхности будут очень слабыми.