Промышленная экология - Обеспечение абонентской связи путем радиодоступа поселка Федоровка

Благодаря малой излучаемой мощности ВЕСТ-система является пока единственной системой связи, разрешенной Евросоюзом для применения в учреждениях здравоохранения, где влияние электромагнитных помех на пациентов и медицинское оборудование может привести к очень печальным последствиям. Максимальная мощность передачи каждой станции равна 250 мВт, а средняя мощность 10 мВт.

В работе радиоэлектронной аппаратуры, служащей для беспроводной передачи сигналов, используются частоты, спектр которых представлен в таблице 6.1. Облучению на этих частотах подвергаются в первую очередь лица, обслуживающие аппаратуру, а также регулировщики, наладчики и разработчики аппаратуры. ІІоскольку радиоволны обладают способностью проникать сквозь непроводящие и плохо проводящие материалы, действию различные люди, находящиеся на близком от излучателя расстоянии, например, в соседних помещениях. Наконец, радиоизлучение в той или иной степени воздействует на население планеты.

С функционированием радиоаппаратуры связано электромагнитное излучение, являющееся одним из главных экологических факторов воздействия на человека и окружающую среду. При этом на высоких частотах (30 кГц - 30 МГц) значительную протяженность имеет зона индукции, в которой действие электрической и магнитной составляющих ЭМП должно рассматриваться раздельно. В этой зоне может находиться не только персонал, обслуживающий радиоустройства, но и население, проживающее в окружающей местности. На более высоких частотах и персонал, и население будут находиться в волновой зоне, где действие различных составляющих поля оценивается совместно.

Существует болыпое число радиоустройств, обладающих излучателями всенаправленного действия с целью доставки информации в любую точку окружающего пространства. Естественно, создаваемому ими облучению подвержена наиболыиая площадь и наибольшее количество людей.

Для того чтобы уменьшить воздействие излучающих радиоустановок друг на друга, снизить уровень радиопомех, принимаются серьезные меры. Международная комиссия по радиочастотам (МККР) регламентировала участки радиодиапазона, отводимые для каждого типа излучающих радиоустройств. Определенные поддиапазоны отведены для радиовещания, для телевидения, для связи, для радиолокации и т. д. Свои участки диапазона имеют устройства военного и гражданского назначения, а также используемые радиолюбителями. Установленные жесткие ограничения уровня всеполосных излучений позволяют обеспечить электромагнитную совместимость излучающих радиоустройств.

Таблица 6.1 - Спектр радиочастот

Название диапазона частот

Частоты

Длины волн

Зоны индукции

По международному регламенту

В гигиенической практике

Низкие

(НЧ)

Средние

(СЧ)

Высокие

(ВЧ)

Высокие

(ВЧ)

    30 -300 кГц 0,3 -3 МГц 3 -30 МГц

10-1км

Длинные

1 -0,1км

Средние (СВ)

100 -10м Короткие (КВ)

    1600-160м 1 60 -16м 16-1,6м

Очень

Высокие

(ОВЧ)

Ультравысокие

(УВЧ)

Ультравысокие (УВЧ)

    30-300 МГц 0,3 -3 ГГц
    10 -1м ультракороткие (УКВ) 1м - 10см
    160-16см 16 -1,6см

Сверхвысокие (СВЧ)

Крайне

Высокие

(КВЧ)

Сверхвысокие (СВЧ)

    3-30 ГГц 3 0 -300 ГГц
    10-1см 1 0 - 1мм
    - -

Регламентируются и рабочие диапазоны частот радиоаппаратуры, излучение которой не должно распространяться на значительные расстояния и уходить в окружающее пространство. Например, для промышленного технического оборудования, медицинской аппаратуры и научных исследований в ВЧ диапазоне отданы частотные интервалы вблизи 13,65; 27,12; 40,68МГц. В УВЧ и СВЧ диапазонах выделены частоты 433, 915, 2450, 5800, 22,125МГц.

По современным представлениям, реакция живого организма на воздействие ЭМИ носит четко выраженный индивидуальный характер. Обычно наблюдается неоднозначная зависимость индивидуального экологического риска Р от уровня воздействия Э, сущность которой состоит в том, что малые дозы ЭМИ способны оказывать на организм такое же негативное влияние, как и существенно большие, пороговые дозы. В непороговой области с ростом Э риск сначала возрастает, но далее включается механизм адаптации и но идет на убыль до тех пор, пока не будет преодолен естественный защитный барьер и организм не будет выведен за пределы своих адаптационных возможностей. Границы области адаптации и вид функции Р(Э) зависимости риска от уровня воздействия являются индивидуальными для разных биологических рецепторов ЭМИ. В первую очередь, от воздействия ЭМИ страдают ослабленные, угнетенные болезнью внутренние органы и системы жизнеобеспечения, особенно у людей старшего возраста и ведущих нездоровый образ жизни.

Для устранения или по крайней мере снижения уровня излучения в окружающее пространство применяется экранирование аппаратуры. Защита персонала также осуществляется с помощью отражающих и поглощающих экранов, специальной одежды, очков. Уменыпение воздействия достигается удалением персонала от излучающих объектов, ограничением рабочего времени в условиях излучения, минимизацией мощности используемых радиоустройств.

Биосфера на протяжении всей своей эволюции находилась под действием электромагнитных полей, так называемого фонового излучения, обусловленного естественными причинами. В процессе индустриализации человечество добавило к этому целый ряд факторов, усиливших фонового излучения. Конечно, они не были известны и не изучались, пока электромагнитное излучение не было создано искусственно, нашло практическое применение и привело к появлению многочисленных радиоэлектронных устройств. В связи с этим ЭМП антропогенного происхождения стали намного превышать естественный фон и к настоящему времени превратились в опасный экологический фактор.

Возможности прямого облучения радиоволнами определяются условиями их распространения, которые зависят от длины волны. На длинных волнах (10 - 1 км) ЭМП создается волной, огибающей земную поверхность и находящиеся на ней препятствия и идущей в слое между земной поверхностью и нижней границей ионизированного слоя атмосферы. Они почти не поглощаются почвой. Сигналы мощных радиовещательных станций в этом диапазоне фактически в любое время суток свободно распространяются на большие расстояния. Поэтому такие станции должны рассматриваться как источники ЭМП, играющие важную роль экологическом отношении.

Средние волны (1000 - 100 м) также достаточно хорошо огибают земную поверхность, хотя при этом отклоняются препятствиями, имеющими размеры больше длины волны, и значительно поглощаются почвой. В связи с этим дальность распространения средних волн порядка 300 км, а для обслуживания больших территорий создается сеть ретрансляционных станций. В этом диапазоне работают судовые радиостанции и аэродромная радиослужба, но главную экологическую опасность создают мощные вещательные станции.

В диапазоне коротких волн (100 - 10 м) радиоволны очень сильно поглощаются почвой, и для дальнего распространения используется их отражение от земной поверхности и от ионосферы. В этом диапазоне работают вещательные и связные станции.

На ультракоротких волнах (10 - 1 м), очень сильно поглощаемых почвой и почти не отражаемых почвой и почти не отражаемых ионосферой, распространение сигналов происходит практически только в пределах прямой видимости. Для увеличения этой зоны применяются высокорасположенные антенны и ретрансляция, причем ЭМП создается в результате интерференции прямого и отраженного лучей. В этом диапазоне работают связные, вещательные и телевизионные станции, расположенные, как правило, в местах большой концентрации населения.

Воздействия интенсивного ЭМП на обслуживающий персонал далеко не всегда равно продолжительности смены, а зачастую значительно меньше, но и его оказывается достаточно, чтобы вызвать серьезные изменения состояния организма.

При медицинских обследованиях отмечаются субъективные расстройства, наблюдаемые во время работы, - общая слабость, повышенная утомляемость, потливость, сонливость, а также расстройства сна, головные боли, боли в области сердца. Появляются раздражительность, потеря внимания, растет продолжительность речедвигательной и зрительно-моторной реакций, повышается порог обонятельной чувствительности. Возникает ряд симптомов, свидетельствующих о нарушении работы отдельных органов - желудка, печени, селезенки, поджелудочной и других желез и т. д. Угнетаются пищевые и половые рефлексы.

Регистрируются объективные показатели, например, изменения артериального давления, частоты сердечного ритма, формы электрокардиограммы - это свидетельствует о нарушениях в деятельности сердечно-сосудистой системы. Наблюдается изменение показателей белкового и углеводного обмена - повышается содержание азота в крови и моче, снижается концентрация альбумина и повышается глобулина, увеличивается число лейкоцитов, тромбоцитов, происходят и другие изменения состава крови.

Многие изменения функционирования органов и систем наблюдались не только во время облучения, но и спустя длительное время облучения, но и спустя длительное время, т. е. отмечались последствия облучения.

В первый период облучения наблюдается изменение поведение животных: у них проявляются беспокойство, повышенные возбудимость и двигательная активность, стремление удалиться из зоны облучения. Длительное воздействие ЭМП приводило к снижению возбудимости, преобладанию процессов торможения. Облучение ЭМП вызывало нарушение условных рефлексов и задержку их выработки.

Воздействие ЭМП на животных в период беременности приводило к росту числа мертворождений выкидышей, уродств. Отмечались аналогичные последствия, выявляющиеся у последующих поколений.

Микроскопические исследования внутренних органов животных выявили дистрофические изменения тканей головного мозга, печени, почек, легких, миокарда обычно с венозным полнокровием, отеками, изменением окраски. Таким образом, зафиксированы нарушения на клеточном уровне.

ЭМП должно рассматриваться в основном как болезнетворный фактор. На основании клинических и экспериментальных материалов определены основные симптомы поражений, возникающих при воздействии ЭМП. Их совокупность можно классифицировать как отдельную радиоволновую болезнь. Ее тяжесть находится в прямой зависимости от напряженности ЭМП, длительность воздействия, физических особенностей различных диапазонов частот, условий внешней среды, а также от функционального состояния организма, его устойчивости к воздействию различных факторов, возможностей адаптации.

Наряду с радиоволновой болезнью как специфическим результатом действия ЭМП наблюдается происходящее вследствие его воздействия общее увеличение заболеваемости отдельными болезнями - органов дыхания, пищеварения и др. Это отмечается даже и при весьма небольшой интенсивности ЭМП, незначительно превышающей гигиенические нормативы. Причиной здесь является нарушение нервно-психической деятельности как главной в управлении всеми функциями организма.

В некотором интервале значений параметров ЭМП в организме действует пассивный механизм защиты - приспособительные реакции, адаптация, обусловленная быстро реагирующей периферической нервной системой.

При длительном и интенсивном облучении после исчерпания приспособительных возможностей вступают в действие механизмы активной защиты - компенсаторные, когда регулирование биологических процессов осуществляется центральной нервной системой. Однако эти возможности также не беспредельны, они ограничиваются истощением защитных резервов организма.

Наиболее важными являются состояние высшей нервной деятельности и сердечно-сосудистой системы, поскольку именно они определяют работоспособность и деятельность организма в целом. Обычно изменения деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем обратимы, и хотя они носят кумулятивный характер, но, как правило, уменыпаются и исчезают при исключении воздействия и улучшения условии труда.

Активность воздействия ЭМП различных диапазонов частот отличается: она значительно возрастает с увеличением частоты и весьма серьезно сказывается в СВЧ диапазоне.

В зависимости от плотности потока мощности излучения принято делить наблюдаемые эффекты на тепловые и нетепловые. Граница между этими двумя классами эффектов лежит в пределах 100 мкВт/см2-10 мВ/см2, когда возможны тепловые воздействия, но разогрев тканей не регистрируется.

Действие ЭМП больших интенсивностей, вызывающее повышение температуры облучаемых тканей, приводит к поражению в первую очередь тканей, имеющих слабый теплоотвод. Оно может также обуславливать разрыв капилляров и кровоизлияния, ожоговые поражения различной степени тяжести, вплоть до разрушения и гибели клеток тканей. Если тепловыделение в тканях организма за счет поглощения энергии ЭМП превышает возможности теплоотвода и нарушается тепловой баланс организма, это может приводить к кислородному голоданию и проявляться как тепловой удар.

В процессе изучения действия ЭМП на биологические среды наблюдается ряд эффектов, которые нельзя объяснить только тепловыми явлениями. К ним относятся, например, выстраивание частиц в цепочки, параллельные силовым линиям поля, приводящее к изменению структуры и функции ткани; поляризация боковых цепей молекул тканей и ориентация их вдоль силовых линий, вызывающая разрывы внутри и межмолекулярных связей, коагуляцию и изменение свойств молекул; перемещение ионов в тканях перпендикулярно силовым линиям поля, нарушающее химически состав и электрическое равновесие тканей.

Теоретические и экспериментальные данные позволяют достаточно определенно считать, что информационное воздействие ЭМП малых интенсивностей играет наиболее важную роль не на молекулярном уровне, а на клеточном и более высоких уровнях организации биологических объектов.

Согласно "Санитарным правилам при работе с источниками электромагнитного поля высокой и ультравысокой частоты" интенсивность облучения в течение рабочего дня на УВЧ и СВЧ не должна превышать 10 мкВт/см2, в течение двух часов - 100 мкВт/см2 и в течение 15-20мин - 1000 мкВт/см2. Предельно допустимые уровни в течение рабочего дня по электрической составляющей не должны превышать 50 В/м, снижаясь ступенями до 5 В/м по мере повышения частоты. По магнитной составляющей установлены уровни только для отдельных участков диапазона: 5 А/м для частот 60 кГц - 1,5 МГц и 0,3 А/м для частот 30 -50 МГц. Допускается превышение этих уровней при сокращении рабочего времени не менее чем на 50%.

При работе персонала в одну смену (8 часов) предельно допустимые значения плотности потока энергии электромагнитного поля на рабочем месте не должно превышать 3 В/м.

Для уменыпения воздействия ЭМП на персонал и население, находящиеся в зоне действия радиоэлектронных средств, необходимо осуществление ряда защитных мероприятий. В их число входит организационные, инженерно-технические и лечебно-профилактические.

Осуществление организационных и инженерно-технических мероприятий возложено прежде всего на местные органы санитарного надзора. В контакте с санитарными лабораториями предприятий и учреждений, использующих источники электронного излучения, они должны принимать предупредительные меры по гигиенической оценке нового строительства и реконструкции объектов, производящих и использующих радиосредства, а также новых технологических процессов и оборудования с использованием ЭМП; текущий санитарный надзор за объектами, использующими источники излучения; организационно-методическую работу по подготовке специалистов и осуществление надзора; инженерно-техническое обеспечение надзора.

Исключительно важная роль принадлежит инженерно-техническим методам и средствам и средствам защиты - коллективной, локальной и индивидуальной.

Коллективная защита основывается на учете распространения радиоволн в условиях конкретного рельефа местности. Экономически наиболее целесообразно использовать природные экраны - складки местности, лесонасаждения, насыпи, а также нежилые строения. Расположив антенну на возвышенности, можно снизить интенсивность поля, облучающего населенный пункт, во много раз.

Локальная защита более действенна и используется наиболее часто. Она основана на применении радиозащитных материалов, обеспечивающих высокое поглощение энергии излучения в материале и отражение от его поверхности. Для экранирования путем отражения используются металлические листы и сетки. Наряду с отражающими широко распространены экраны из материалов, поглощающих излучение. Такие экраны должны обеспечивать хорошее согласование с окружающим пространством, откуда падает излучение, т. е. минимально отражать это излучение. Толщина и поглощающие свойства экрана рассчитываются на превращение энергии, поступающей в экранирующий слой, в тепло и непрохождение ее сквозь экран.

Частотный диапазон стандарта DECT 1880-1900 МГц. В диапазоне частот 300 МГц -- 300 ГГц на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного с воздействием ЭМП, оно оценивается по предельно допустимой плотности потока энергии:

ППЭ = W/T, (6.1)

ГдсW -- нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на организм чсловска, W = 2 Вт*ч/м2;

Т-- время пребывания в зоне облучения, Т = 8 ч.

ППЭ = W/Т = 2*8= 16 Вт/м2

В итоге, предельно допустимая плотность потока энергии, связанного с воздействием ЭМП, равно 16 Вт/м2.

Похожие статьи




Промышленная экология - Обеспечение абонентской связи путем радиодоступа поселка Федоровка

Предыдущая | Следующая