Курсовая работа: Сотовая связь: оценка электромагнитной нагрузки
Как известно, процессы жизнедеятельности имеют в своей основе химические реакции значительной степени сложности. При этом в ограниченном объеме (клетка, клеточная органелла) протекают многочисленные реакции, связанные воедино пространством и временем их реализации. Одной из точек приложения ЭМИ в метаболизме можно считать биохимические реакции, протекающие с образованием свободных радикалов (часть молекулы, которая имеет на внешней электронной орбите неспаренные электроны и в связи с этим обладает парамагнетизмом).
Накоплены сведения [6] о воздействии ЭМИ на такие процессы, как окислительное фосфорилирование, скорость транспорта ионов. Один из возможных механизмов действия магнитных полей - его ориентирующее действие на жидкие кристаллы клеточных мембран, что ведет к изменению их проницаемости.
Наиболее чувствительна к воздействию ЭМИ нервная система. Электроэнцефалографическими методами выявлены нарушения в собственных электрических потенциалах организма при его взаимодействии с внешними ЭМП. Практически все диапазоны ЭМИ оказывают дезактивирующее влияние на электрические процессы в коре и подкорковых образованиях головного мозга. Функционально это проявляется в изменениях простой двигательной реакции порога обонятельной чувствительности, памяти и внимания, соотношении между процессами возбуждения и торможения в центральной нервной системе (ЦНС), в замедлении выборки сложных динамических стереотипов. Следствием указанных отклонений на уровне целостного организма являются повышенная утомляемость, головные боли, расстройство памяти и сна, раздражительность. По мнению ряда исследователей, механизм действия ЭМП различной частоты на организм представляется как результат опосредованного действия через ЦНС, но также возможно непосредственное влияние на его биохимические и биоэлектрические процессы в тканях и органах [7].
Значительно выражено гонадо- и эмбриотропное действие ЭМИ. Критериями оценки функциональных и патологических сдвигов со стороны производящей системы служат обычно морфологические изменения (дегенерация, пикноз клеточных элементов сперматогенного эпителия, изменения в соотношении клеточных форм, цитохимические сдвиги), гормональные нарушения эстральной и сперматогенной функции. Общее, что показывают многие исследования при воздействии ЭМИ на животных - это снижение репродуктивной способности самок и тератогенные изменения в потомстве, нарушение эстрального цикла, снижение функционального состояния сперматозоидов. Некоторые авторы даже считают, что функция производства женских половых гормонов более чувствительна к ЭМИ [8].
При воздействии ЭМИ появляются изменения в иммунных и адаптационных системах, снижается фагоцитарная активность нейтрофилов и повышается бактерицидная активность крови.
Система кровообращения отвечает на воздействие ЭМИ фазовыми реакциями тонуса сосудов (повышение и понижение артериального давления) и сердечного ритма. Наблюдаемые эффекты можно рассматривать не только как результаты непосредственного действия ЭМИ на систему кровообращения, но и как результат нарушения ее регуляции.
Данные многочисленных экспериментальных и клинических исследований позволяют сделать вывод о существовании неблагоприятных аспектов действия ЭМИ на биологические объекты.
1.3 ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ЭМП СВЧ ДИАПАЗОНА
Наиболее интересным представляется исследование влияния ЭМП, создаваемых сотовыми телефонами (это мобильные приемо-передающие устройства, работающие в СВЧ диапазоне радиочастот (450-1800 МГц)). СВЧ диапазон отличается по своему воздействию на человека от более низких диапазонов радиочастот тем, что такие излучения обладают свойством непосредственного нагрева тканей организма [3].
Привычные методики исследований позволяют увидеть далеко не все эффекты, возникающие под действием слабых излучений. Тем не менее, подавляющее большинство ученых мира считают, что ЭМИ отрицательно влияет на здоровье человека и является причиной целого ряда заболеваний, в первую очередь онкологических, нервной и сердечно-сосудистой системы. Особенно подвержены воздействию ЭМИ дети, женщины в состоянии беременности, люди, страдающие аллергией. Вот результаты некоторых исследований:
При пользовании СТ мозг человека находится в непосредственной близости от источника модулированного ЭМП (антенна СТ располагается на расстоянии 2-5 см от головы человека). На первом месте по чувствительности к воздействию ЭМП, без сомнения, стоит нервная система (об этом свидетельствуют убедительные медицинские показания). Реакции на воздействия ЭМП радиочастот сходны вне зависимости от частотного диапазона. Во всех работах клинического плана авторы регистрировали у лиц, подвергающихся хроническому воздействию ЭМИ малой интенсивности, высокий в сравнении с контролем, уровень функциональных нарушений ЦНС. Это астенический, астеновегетативный синдромы, вегетативная дисфункция. Клинические данные указывают на неустойчивость эмоционального поведения и активного внимания, свидетельствующие о нарушении стабилизации ЦНС. Установлены типичные для хронического воздействия ЭМП расстройства в виде жалоб на головную боль, повышенную утомляемость, раздражительность, нарушения сна и памяти [9].
Основываясь на данных многолетних фундаментальных исследований по биоэффектам ЭМИ, можно прогнозировать у пользователей мобильными телефонами развитие других патологических изменений в организме. У контактирующих с ЭМИ чаще, чем в контрольной группе, диагностируются заболевания сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, снижение иммунитета, нарушения репродуктивной функции. У женщин регистрируются изменения менструального цикла и детородной функции в виде токсикозов беременности и самопроизвольных абортов. У мужчин наблюдается угнетение гормональной функции гонад. Указанные нарушения со стороны различных органов и систем рассматриваются специалистами, прежде всего, как следствие нарушения нервной регуляции [9].
Изменения в ЦНС подтверждаются данными электроэнцефалографических исследований. С увеличением продолжительности воздействия ЭМИ растет процент лиц с психической дезадаптацией. Однократное пятнадцатиминутное воздействие излечений мобильного телефона стандарта GSM приводит к активации коры головного мозга, продолжающейся после прекращения облучения. Авторы обосновано указывают на возможность негативного влияния на функцию мозга многократного воздействия ЭМИ СТ. Кратковременное воздействие излучений радиотелефонов GSM влияет на функцию мозга, в частности ускоряет время ответных реакций на предъявляемые стимулы [9]
К сожалению, наукой не изучены механизмы и отдаленные последствия воздействия модулированных ЭМИ сотовой связи. Однако анализ показывает, что имеющиеся данные о влиянии ЭМИ сотовых телефонов вписываются в общую картину имеющихся медицинских доказательств негативного влияния ЭМИ на здоровье человека.
1.4 ИНСТРУМЕНТАЛЬРЫЙ КОНТРОЛЬ УРОВНЕЙ ЭМП РАДИОСРЕДСТВ
сотовый мобильный связь излучение нагрузка
Электромагнитный мониторинг предполагает оценку (расчет и инструментальный контроль) электромагнитной обстановки в районе размещения излучающего средства на всех стадиях проектирования, строительства и реконструкции с целью контроля соответствия уровней ЭМП с действующими нормативами ПДУ [2].
Документами, регламентирующими методы и способы определения уровней ЭМП, являются методические указания (МУК) [9].
Нормативным документом, устанавливающим предельно допустимые уровни (ПДУ) ЭМИ РЧ для населения являются санитарные правила и нормы [11,12,13].
Для измерений уровней ЭМП в диапазоне частот 300 МГЦ-2400 МГц используются средства измерения, предназначенные для определения среднего значения плотности потока энергии (ППЭ).
Инструментальный контроль уровней электромагнитного поля производится с целью определения фактического состояния электромагнитной обстановки в районах размещения излучающих средств и служит средством оценки достоверности результатов расчетов.
Периодичность контроля - 1 раза в 3 года.
Определение ППЭ ЭМИ от сотовых телефонов проводят по утвержденным методикам на аттестованных средствах измерения (перечень рекомендуемых измерительных приборов приведен в таблице приложения 4.). При проведении измерений необходимо учитывать фоновые уровни ЭМИ и исключить возможность переизлучения.
Основным фактором, определяющим уровень ППЭ от радиотелефона, является его мощность. Учитывая изменение мощности в зависимости от удаления от БС, целесообразно проводить измерения на максимальном расстоянии применительно к изучаемому населенному пункту. Допускается проведение измерений в стационарных условиях (в здании лаборатории) [14].
Оценка ППЭ, создаваемой носимыми станциями в диапазоне частот 300-800 МГц, проводится на расстояниях от передней панели аппарата, представленных на рис. 1
Рис. 1. Расстояния, на которых следует проводить измерения плотности потока энергии от носимых радиопередающих средств сухопутной подвижной радиосвязи, работающих в диапазоне частот 300-800 МГц.
Оценка ППЭ, создаваемой носимыми станциями в диапазоне частот 800-2400 МГц, проводится на расстоянии 0,37 м. При этом контролируемый уровень ППЭ в диапазоне частот 300- 2400 МГц не должен превышать 3 мкВт/см2 .
Результаты инструментального контроля интенсивности ЭМП, создаваемого сотовыми телефонами, приведены в приложениях 5 и 6.
Для оценки электромагнитной нагрузки (ЭМН), создаваемой мобильными средствами связи, существует расчетный метод.
2. МЕТОДИКА РАСЧЕТНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭМН
Расчетный метод оценки электромагнитной нагрузки (ЭМН), создаваемой мобильными средствами связи, заключается в определении индивидуальной и коллективной электромагнитных нагрузок [15]
Доза (нагрузка)- основная мера экспозиции, количественно характеризующая фактор, который воздействует на организм человека (индивидуальная доза) или население (коллективная доза).
Экспозиция- термин, обозначающий воздействие вредного фактора на индивидуальный организм или популяцию людей как с учетом количественной меры фактора, так и времени воздействия.