2.3.3. Электромагнитное воздействие

В настоящее время в связи с хозяйственной деятельностью человека уровень электромагнитного излучения антропогенного происхождения в десятки тысяч раз превысил естественный электромагнитный фон. За последние полвека только мощность радиоизлучения объектов гражданского назначения увеличилась более чем в 500 000 раз. По мнению экспертов Всемирной организации здравоохранения, уровень электромагнитного загрязнения окружающей среды выходит на уровень, сопоставимый с ее нынешним загрязнением химическими веществами. А при современных темпах роста количества и мощности источников электромагнитного излучения в самое ближайшее время может превзойти его. Сформировался новый существенный фактор окружающей среды — электромагнитные поля антропогенного происхождения.

Электромагнитное излучение — одно из наиболее сложных для нормирования видов вредных физических воздействий. Это связано, во-первых, с множеством возможных естественных и искусственных источников электромагнитного загрязнения и, во-вторых, с достаточно слабой изученностью природы явления и последствий воздействий на человеческий организм. Существует мнение, что электромагнитное загрязнение потенциально более опасно, чем радиационное.

Электромагнитное поле (ЭМП) — это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрическими заряженными частицами. ЭМП в вакууме характеризуется вектором напряженности электрического поля (В/м) и магнитной индукцией (Тл) или напряженностью магнитного поля (А/м), которые определяют силы, действующие со стороны поля на неподвижные и движущиеся заряженные частицы. Мы все находимся в естественном электромагнитном поле Земли (геомагнитном поле), интенсивность которого определяется солнечной активностью. Воздействие поля Земли на человека выражается в увеличении в период солнечной активности (или в «тяжелые» дни) количества сердечно-сосудистых заболеваний и в ухудшении самочувствия гипертоников.

В целом механизм воздействия на организм и его последствия изучены очень слабо. Результаты многочисленных исследований в нашей стране и за рубежом неоспоримо доказывают, что все живое чрезвычайно чувствительно к действию электромагнитных полей, а электромагнитное излучение служит причиной целого ряда заболеваний. По современным представлениям физиологическое воздействие обусловлено индуцированными токами в тканях организма. Величина индуцированного тока зависит от напряженности поля и продолжительности воздействия. При этом безопасный предел силы индуцированного тока составляет 5 мА. Под воздействием ЭМП в организме человека измерены потенциалы до 15 мВ. В окружающей среде формируются электростатические поля с потенциалом до 104 В и напряженностью поля до 106 В/м. Причина столь высоких значений кроется в большом количестве синтетических изоляционных материалов, введенных в обиход на производстве и в быту.

Отмечены поведенческие эффекты воздействия переменного поля на людей и животных. Существуют сведения о влиянии поля на центральную нервную систему человека. Есть данные о канцерогенном воздействии ЭМП особо низкой (до 300 Гц) частоты. В целом неблагоприятный диапазон частот для организма человека оценивается от 20 Гц до 60 кГц. У людей, работающих в ЭМП высоковольтных кабелей, в 5-8 раз возрастает вероятность заболевания лейкемией. У персонала, обслуживающего радары, в 3-12 раз увеличивается риск заболевание полицитемией (заболевание крови). Раковые клетки, подвергнутые облучению ЭМП частотой 60 Гц, растут в 6 раз быстрее. Также известно, что многие простейшие организмы очень чувствительны к изменениям ЭМП.

Максимальное электромагнитное излучение отмечается в городах, особенно вблизи аэропортов, промышленных предприятий, электрических подстанций, линий электропередач, средств и объектов телекоммуникаций. В последнее время наблюдается резкое увеличение количества и видов бытовой техники, оборудования и устройств (системы персональной радиосвязи, компьютеры и видеотехника, современная бытовая техника), эксплуатация которых сопровождается формированием интенсивного электромагнитного поля. Число случаев несоответствия результатов контроля ЭМП санитарно-гигиеническим нормативам в районе аэропортов составляет 12,8%, вблизи промышленных предприятий – 15,6%. В жилых и общественных зданиях городов значения этих показателей составляют соответственно 5,7 и 1,7% и постоянно растут. Электромагнитное излучение, традиционно рассматриваемое в санитарно-гигиеническом направлении ЭН, в настоящее время становится частью экосистемного.

В РФ нормы электромагнитного поля определены СанПиН 2.2.4.1191-03. Необходимо заметить, что в настоящее время нормирование электромагнитного излучения проводится по электрической и магнитной составляющей поля отдельно. Санитарные правила устанавливают на рабочих местах:

- временные допустимые уровни (ВДУ) ослабления геомагнитного поля (ГМП);

- ПДУ электростатического поля (ЭСП);

- ПДУ постоянного магнитного поля (ПМП);

- ПДУ электрического и магнитного полей промышленной частоты 50 Гц (ЭП и МП ПЧ);

- ПДУ электромагнитных полей в диапазоне частот 10 кГц - 30 кГц;

- ПДУ электромагнитных полей в диапазоне частот 30 кГц - 300 ГГц.

Необходимость контроля уровня естественного геомагнитного поля обусловлена результатами медицинских исследований, которые показывают, что ослабление поля негативно сказывается на здоровье человека. При длительной изоляции от внешнего ЭМП у человека развиваются разнообразные и глубокие функциональные нарушения: увеличивается время свертывания крови, изменяются ритмы сердца и другое. Такие условия могут возникать в специальных помещениях и технических средствах, конструктивные особенности которых влияют на геомагнитное поле. Сейчас установлен временный допустимый коэффициент ослабления интенсивности геомагнитного поля К_гмп. На рабочих местах персонала в течение смены он не должен превышать 2, т. е. ВДУ К_гмп  2.

Уровень ЭСП измеряют в единицах напряженности электрического поля (Е) в кВ/м. Предельно допустимый уровень напряженности электростатического поля (Е_пду) при воздействии в течение не более одного часа за смену устанавливается равным 60 кВ/м. При воздействии ЭСП более 1 часа Е_пдуопределяются по формуле:

Е_пду = 60 /

где t — время воздействия (час).

В диапазоне напряженности 20-60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств защиты (t_доп) вычисляется по формуле

t_доп = (60 / Е_факт)²,

где Е_факт— измеренное значение напряженности ЭСП (кВ/м).

При напряженности ЭСП, превышающей 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается, а при напряженности менее 20 кВ/м время пребывания в электростатическом поле не регламентируется.

Оценка и нормирование ПМП дифференцирована для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействия и проводится по уровню магнитного поля в зависимости от времени его воздействия на работника в течение рабочей смены. Уровень ПМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в мТл. ПДУ напряженности (индукции) ПМП на рабочих местах представлены в табл. 9.

Оценка электромагнитного поля промышленной частоты (50 Гц) осуществляется раздельно по напряженности электрического поля (Е) в кВ/м, напряженности магнитного поля (Н) в А/м или индукции магнитного поля (В) в мкТл. Нормирование электромагнитных полей 50 Гц на рабочих местах персонала проводится в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.

Таблица 9.ПДУ постоянного магнитного поля

Время	Условия воздействия
воздействия	Общее		Локальное
за рабочий день, минуты	ПДУ напряжен-ности, кА/м	ПДУ магнитной индукции, мТл	ПДУ напряжен-ности, кА/м	ПДУ магнитной индукции, мТл
0-10	24	30	40	50
11-60	16	20	24	30
61-480	8	10	12	15

Предельно допустимый уровень напряженности электрического поля 50 Гц на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м. При напряженности в интервале от 5 до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания в ЭП (час) можно узнать по формуле:

Т=2,

где Е - напряженность ЭП в контролируемой зоне, кВ/м;

Т - допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.

При напряженности свыше 20 и до 25 кВ/м допустимое время пребывания в ЭП составляет 10 мин. Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.

Предельно допустимые уровни напряженности магнитного поля 50 Гц установлены для периодического и импульсного полей. Предельно допустимые уровни напряженности периодических (синусоидальных) МП устанавливаются для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия (табл. 10).

Таблица 10.ПДУ воздействия периодического магнитного поля

частотой 50 Гц

Время пребывания (час)	Допустимые уровни МП, Н [А/м] / В [мкТл] при воздействии
	общем	локальном
< 1	1600/2000	6400/8000
2	800/1000	3200/4000
4	400/500	1600/2000
8	80/100	800/1000

При пребывании персонала в зонах с различной напряженностью (индукцией) магнитного поля общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать предельно допустимое для зоны с максимальной напряженностью.

Предельно допустимые уровни напряженности импульсного магнитного поля 50 Гц дифференцированы в зависимости от общей продолжительности воздействия за рабочую смену (Т) и характеристики импульсных режимов генерации. Установлено три режима по длительности импульса и паузы между импульсами: режим I– длительность импульса0,02 с, время паузы между импульсами2 с; режимII– длительность импульса от 60 до 1 с, время паузы > 2 с; режимIII– длительность импульса от 0,02 до 1 с, время паузы > 2 с;. В целом ПДУ меняется в диапазоне от 10000 А/м (режимIII, время пребывания не более 1 часа) до 1400 А/м (режимI, время пребывания от 7,5 до 8 часов).

Предельно допустимый уровень электромагнитного поля в диапазоне частот 10–30 кГц осуществляется раздельно по напряженности электрического (В/м) и магнитного (А/м) полей в зависимости от времени воздействия. ПДУ напряженности электрического и магнитного поля при воздействии в течение всей смены составляет 500 В/м и 50 А/м, соответственно, при продолжительности воздействия до 2-х часов за смену — 1000 В/м и 100 А/м соответственно.

Оценка и нормирование электромагнитных полей диапазона частот от 30 кГц до 300 ГГц осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ). Это значение зависит от напряженности электрического поляE(В/м), напряженности магнитного поляH(А/м) и времени воздействия за смену. Энергетическая нагрузка, создаваемая электрическим полем, определяется как:

ЭЭ_Е=Е²Т (В/м)²ч;

энергетическая нагрузка, создаваемая магнитным полем, рассчитывается по формуле

ЭЭ_М=Н²Т (А/м)²ч,

где T– время воздействия за смену.

Предельно допустимые значения напряженности электрического и магнитного полей определяются по установленным ПДУ энергетических нагрузок соответственно электрического и магнитного полей (табл. 11):

Е_ПД=;Н_ПД=.

Одновременное воздействие электрического и магнитного полей допустимо, если выполняется условие

 1.

В диапазоне частот 300 мГц–300 гГц интенсивность электромагнитного поля характеризуется поверхностной плотностью потока энергии (ППЭ). Максимальное значение ППЭ не должно превышать 10 Вт/м², а конкретная величина зависит от энергетической нагрузки, времени пребывания в зоне воздействия и типа антенны.

Таблица 11. Предельно допустимые уровни (ПДУ) параметров электромагнитных полей диапазона частот от 30 кГц до 300 ГГц

Нормируемые	ПДУ, мГц
параметры	0,03–3,0	3,0–30	30–300	300-300000
ЕПД , В/м	500	300	80	-
НПД, А/м	50	-	-	-
ЭЭЕПД, (В/м)2ч	20000	7000	800	-
ЭЭМПД, (А/м)2ч	200	-	-	-
ЭЭППЭ, (мкВт/см2)·ч	-	-	-	200

Другим объектом нормирования электрического поля в группе ЭМП промышленной частоты выступают высоковольтные линии электропередач (ЛЭП) напряжением не менее 330 кВ. Как правило, ЛЭП создают электрические поля напряженностью 2,5–5,5 кВ/м, электрические распределительные подстанции – 2,5–6,0 кВ/м. Для сравнения напряженность естественного ЭМП Земли составляет 1–10 мкВ/м. Установлено, что размер коридора ЛЭП, представляющего опасность для здоровья, достигает 60–90 м, где осью выступает линия электропередач. Предельно допустимые уровни напряженности электрического поля в зоне воздействия высоковольтных линий равны:

1) внутри жилых помещений — 0,5 кВ/м;

2) на территории жилой застройки (селитебных территориях) — 1 кВ/м;

3) на территории населенных пунктов вне зоны жилой застройки — 5 кВ/м;

4) на участках пересечения линий с автомобильными дорогами — 10 кВ/м;

5) на незаселенной местности — 15 кВ/м;

6) на участках, запрещенных для посещения людей, — 20 кВ/м.

В настоящее время в связи со значительным ростом числа источников электромагнитных полей бытового назначения особую актуальность приобретает задача выявления наиболее значимых из них и разработки ПДУ приборов, используемых человеком в повседневной жизни (табл. 12). Так, в последние годы активно осуществляется нормирование систем сотовой радиосвязи (табл. 13). Таким образом, защита окружающей среды от электромагнитного загрязнения является обширной областью ЭН, где требуется проведение большого объема теоретических и экспериментальных исследований.

Таблица 12.Предельно допустимые уровни электромагнитного поля для потребительской продукции, являющейся источником ЭМП

Источник	Диапазон	Значение ПДУ: ЭП/МП	Примечание
Индукционные печи	20 - 22 кГц	500 В/м / 4 А/м	на расстоянии 0,3 м от корпуса
СВЧ печи	2,45 ГГц	10 мкВт/см2	на расстоянии 0,50- 0,05 м от любой точки при нагрузке 1 литр воды
	5 Гц - 2 кГц	Епду = 25 В/м Впду = 250 нТл	расстояние 0,5 м вокруг монитора
Видеодисплейный терминал ПЭВМ	2 - 400 кГц	Епду = 2,5 В/м Впду = 25 нТл	ПЭВМ
	поверхностный электростатический потенциал	V = 500 В	расстояние 0,1 м от экрана монитора ПЭВМ
	50 Гц	Е = 500 В/м
	0,3 - 300 кГц	Е = 25 В/м
Прочая продукция	0,3 - 3 МГц	Е = 15 В/м	на расстояние 0,5 м
	3 - 30 МГц	Е = 10 В/м	от корпуса изделия
	30 - 300 МГц	Е = 3 В/м
	0,3 - 30 ГГц	ППЭ = 10 мкВт/см2

Таблица 13.Временно допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой радиосвязи, непрофессиональное воздействие

Категория облучения	Величина ВДУ ЭМИ	Примечание
Облучение населения, проживающе-го на прилегающей селитебной тер-ритории, от антенн базовых станций	ППЭпд = 10 мкВт/см2
Облучение пользователей радио-телефонов	ППЭпду = 100 мкВт/см2	Измерения ППЭ следует про-изводить на расстоянии от ис-точника ЭМИ, соответствующего расположению головы человека, подвергающегося облучению

Контроль соблюдения требований по безопасности электромагнитного излучения на рабочих местах должен осуществляться:

- при проектировании, приемке в эксплуатацию, изменении конструкции источников ЭМП и технологического оборудования, их включающего;

- при организации новых рабочих мест;

- при аттестации рабочих мест;

- в порядке текущего надзора за действующими источниками ЭМП.

Периодичность контроля регламентирована 1 раз в 3 года.

Контроль степени ослабления геомагнитного поля должен проводиться на рабочих местах, размещенных:

- в экранированных помещениях (объектах) специального назначения;

- в помещениях (объектах), расположенных под землей (в том числе в метро, шахтах и др.);

- в помещениях (объектах), в конструкции которых используется большое количество металлических (железосодержащих) элементов;

- в наземных, водных, подводных и воздушных передвижных технических средствах любого назначения.