ЗАЩИТА НАСЕЛЕНИЯ И ТЕРРИТОРИЙ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЕХНОГЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ

Общие сведения об электромагнитном загрязнении окружающей среды

Общеизвестно, что человек и окружающая среда находятся под постоянным воздействием электромагнитных полей (ЭМП), создаваемых как естественными, так и техногенными источниками электромагнитного излучения[1] (ЭМИ). И если электромагнитные поля естественных источников, таких как космос, Галактика, Солнце и др., являются постоянными природными характеристиками среды обитания человека, то электромагнитные поля, создаваемые техногенными источниками, используемыми в экономических и военных целях, оказывают, как правило, либо прямое, либо побочное негативное воздействие на человека, а также могут при определенных условиях нарушать нормальное функционирование некоторых объектов и систем инфраструктуры, использующих в своих технологиях электромагнитные поля.

Проблема взаимодействия человека с ЭМП техногенного характера существенно осложнилась в последние десятилетия в связи с интенсивным развитием радиосвязи, радионавигации, телевизионных систем, расширением сферы применения электромагнитной энергии для осуществления определенных технологических операций, массовым распространением бытовых электро- и электронных приборов, широким внедрением компьютерной техники.

Если еще 20—25 лет назад проблема защиты от ЭМП относилась в основном к персоналу в производственных условиях, то в настоящее время большинство населения в индустриально развитых странах фактически постоянно живет под воздействием электромагнитных полей, обладающих весьма сложной пространственной, временной и частотной структурой.

Тенденция наращивания плотности электромагнитной энергии в окружающей среде привела к тому, что в настоящее время напряженность полей, создаваемых техногенными источниками, превосходит на несколько порядков напряженность соответствующих по частоте полей естественного происхождения. Всемирной организацией здравоохранения официально введен термин «электромагнитное загрязнение окружающей среды», что отражает новые экологические

условия, сложившиеся на Земле в плане воздействия ЭМП на человека и все элементы биосферы.

По принятой классификации электромагнитное загрязнение в данных условиях по критериям нарушения условий жизнедеятельности населения и возможным отдаленным негативным последствиям можно считать плавно протекающей ЧС техногенного характера.

Электромагнитное загрязнение окружающей среды,

электромагнитное поле, критерии

Под электромагнитным загрязнением окружающей среды понимается состояние электромагнитной обстановки, характеризуемое наличием в атмосфере электромагнитных полей повышенной интенсивности, создаваемых техногенными и природными источниками излучения неионизирующей части электромагнитного спектра (рис. 4.4.1).

Под электромагнитным излучением понимается процесс образования электромагнитного поля.

Электромагнитный спектр

Рис. 4.4.1. Электромагнитный спектр

Электромагнитное поле представляет собой особую форму материи, состоящую из взаимосвязанных электрического и магнитного полей.

Электрическое поле, являясь частной формой ЭМП, представляет собой систему незамкнутых силовых линий, создаваемых заряженными электрическими телами различных знаков или переменным магнитным полем. Постоянное электрическое поле создается неподвижными электрическими зарядами.

Магнитное поле, являясь частной формой ЭМП, представляет собой систему замкнутых силовых линий, создаваемых при движении электрических зарядов по проводнику. Постоянное магнитное поле создается проводником с постоянным током, равномерно движущимися электрическими зарядами.

Физические причины существования переменного электромагнитного поля связаны с тем, что изменения во времени электрического поля порождают магнитное поле, а изменения магнитного поля — вихревое электрическое поле.

ЭМП неподвижных или равномерно движущихся зарядов неразрывно связаны с этими зарядами. При ускорении движения зарядов часть ЭМП отрывается от них и присутствует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника.

Критерии электромагнитного поля и его источников включают: критерии источников ЭМП, критерии интенсивности ЭМП и дозовые критерии, позволяющие определить характер возможного воздействия ЭМП на человека (табл. 4.4.1).

Критериями источника ЭМП являются частота электромагнитных колебаний ф (Гц); длина волны А, (м); вид генерации — постоянная и периодическая (импульсно-модулированная).

Особенностью ЭМП является его деление на так называемую ближнюю и дальнюю зоны. В «ближней зоне» на расстоянии от источника меньше А электромагнитная волна еще не сформирована, поэтому в этой зоне измерение интенсивности электрического и магнитного полей производится раздельно.

В «дальней зоне» волна сформирована, поэтому на основании соотношения между напряженностью электрического поля Е и магнитного поля Н(Е= 377Н) измеряется в данной зоне только напряженность электрического поля.

Дозовые критерии ЭМП определяют характер его воздействия на человека.

В настоящее время существует различие в дозовых критериях, принятых в России и других странах.

Источники электромагнитного поля

Классификация источников ЭМП. Источники электромагнитного поля делятся на природные и техногенные (схема 4.4.1).

Природные источники электромагнитного поля

Природные источники ЭМП делятся на две группы: 1) поле Земли, состоящее из постоянного электрического поля и основного (постоянного) магнитного поля; 2) радиоволны, генерируемые космическими источниками (Солнце, Галактика и т.д.).

Электрическое поле Земли создается избыточным отрицательным зарядом на ее поверхности. Его напряженность на открытой местности обычно находится в диапазоне от 100 до 500 В/м. Грозовые облака могуг увеличивать напряженность этого поля до десятков- сотен кВ/м.

Магнигное (геомагнитное) поле Земли состоит из основного (постоянного) поля (около 99%) и переменного (около 1%). Суще-

Критерии электромагнитного поля и его источников

204

п/п

Наименование и буквенный символ

Физическая сущность

Единицы

измерения

I. Критерии источника электромагнитного поля

1

Частота электромагнитных колебаний (р

Число колебаний источника излучений в 1 с

Герц (Гц)

2

Длина волны X

Расстояние между двумя ближайшими точками гармонической волны, находящимися в одинаковой фазе

Метр (м)

3

Вид генерации

Постоянная, периодическая (импульсно-модулированная)

II. Критерии интенсивности электромагнитного поля

1. «Ближняя зона» (зона индукции) г < X

Электрическое поле

4

Напряженность электрического поля ЕТ

Основная силовая характеристика электрического поля, равная отношению силы, действующей на точечный электрический заряд в данной точке пространства, к величине заряда

Вольт на метр (В/м)

Магнитное поле

5

Напряженность магнитного поля Н*

Векторная характеристика магнитного воля, не зависящая от магнитных свойств среды. В вакууме Н совпадает с магнитной индукцией. В среде Н определяет тот вклад в магнитную индукцию, который дают внешние источники поля

Ампер на метр (А/м)

6

Магнитная индукция, В (для СНЧ и КНЧф= 30-300 Гц)

Среднее результирующее магнитного поля в веществе (среде)

Тесла (Тл)

1 А/м = 1,25 мкТл

2. «Дальняя зона» (зона сформировавшейся электромагнитной волны) г> ЗА.

7

Напряженность электрического поля Е

См. «Ближняя зона», п. 4, так как для дальней зоны устанавливается зависимость Е= 377 Н

Вольт на метр (В/м)

п/п

Наименование и буквенный символ

Физическая сущность

Единицы

измерения

8

Плотность потока электромагнитной энергии, ППЭ (5) (для Ф> 300 МГц)

Величина энергии, теряемой системой за единицу времени вследствие излучения электромагнитных волн

Ватт на квадратный метр (Вт/м2)

III

. Дозовые критерии электромагнитного поля

9

Удельная поглощенная мощность, УПМ" (1/?):

  • а) средняя (общая) удельная поглощенная мощность, УПМс
  • б) локальная удельная поглощенная мощность, УПМт|

Поглощенная единицей массы объекта (организма человека) часть энергии электромагнитного поля

Поглощенная энергия, отнесенная к общей массе объекта (организма человека)

Поглощенная энергия, отнесенная к бесконечно малому элементу объекта (организма человека)

Ватт на килограмм, милливатт на грамм (Вт/кг, мВт/г)

10

Энергетическая нагрузка:

Количество энергии электромагнитного поля, поглощенной организмом человека за определенное время

а) доза квадрата напряженности поля, DE, DH

Для частот 60 кГц — 300 МГц

(В/м)2-ч; (А/м)2

б) экспозиционная энергетическая доза, DS

Для частот 300 МГц — 300 ГГц

(Вт/м2

Критерий относится также к постоянному электрическому и магнитному полю. В России критерий не принят.

Схема 4.4.1, Классификация источников электромагнитного поля ствование постоянного магнитного поля Земли объясняется процессами, происходящими в жидком металлическом ядре Земли. Оно ориентировано относительно магнитных полюсов планеты. В средних широтах напряженность магнитного поля примерно 40 А/м. Основное геомагнитное поле испытывает лишь медленные вековые изменения.

Переменное геомагнитное поле, порождаемое токами в магнитосфере и ионосфере, более неустойчиво и может колебаться в диапазоне частот от 10“э до 102 Гц.

Наиболее сильные изменения в переменном геомагнитном поле происходят при возникновении «магнитных бурь». Магнитные бури образуются при вспышках на Солнце, когда так называемый солнечный ветер, представляющий собой плазму с очень сильным магнитным полем, достигает магнитосферы Земли.

Вторая группа природных ЭМП характеризуется наличием широкого диапазона частот. В силу относительно низкого уровня излучения от космических источников и случайного, нерегулярного характера воздействия на атмосферу Земли их суммарный эффект воздействия на биообъекты незначителен.

Человеческое тело также излучает электромагнитные поля с частотой выше 300 ГГц.

Техногенные источники электромагнитного поля

Техногенные источники ЭМП по их предназначению можно разделить на источники технологического характера, используемые в различных сферах экономики и побочно создающие негативный фактор воздействия ЭМП на население, и источники военного характера, специально генерирующие ЭМП как для вывода из строя электронных объектов инфраструктуры, так и для нанесения поражения населению.

Технологические источники ЭМП подразделяются на группы по критерию частоты излучения: 1-я группа — источники, генерирующие излучения в диапазоне от 0 Гц до 3 кГц; 2-я группа — источники, генерирующие излучения в диапазоне от 3 кГц до 300 ГГц.

К 1-й группе технологических источников относятся:

  • 1) системы производства, передачи и распределения электроэнергии (электростанции, трансформаторные подстанции, системы и линии электропередачи);
  • 2) офисная и домашняя электро- и электронная техника, электросети жилых и административных зданий;
  • 3) транспорт на электроприводе и его инфраструктура.

Ко 2-й группе технологических источников относятся:

  • 1) функциональные передающие источники ЭМП, используемые в целях передачи и получения информации (теле- и радиопередающие центры, системы сотовой и спутниковой связи, релейные станции), навигационные системы, РЛС различных видов и назначений;
  • 2) технологическое оборудование предприятий, использующих СВЧ-излучение;
  • 3) СВЧ-печи;
  • 4) медицинские терапевтические и диагностические установки;
  • 5) видеодисплейные терминалы (ВДТ) ЭВМ.

К источникам ЭМИ военного характера относятся различные виды «электромагнитного оружия»: радиочастотное, микроволновое и лазерное оружие[2].

Краткая характеристика некоторых техногенных источников

электромагнитного поля

Технологические источники ЭМП 1-й группы

  • 1. Высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП). Источниками излучения электромагнитной энергии являются провода ЛЭП (промышленная частота 50 Гц). Напряженность ЭМП, создаваемого ЛЭП, зависит от величины напряжения ЛЭП (в России — от 330 до 1150 кВ), нагрузки, высоты подвески проводов, расстояния между ними. Напряженность ЭМП непосредственно под проводами и в определенной зоне вдоль трассы ЛЭП может значительно превышать ПДУ электромагнитной безопасности населения, особенно по магнитной составляющей ЭМП ЛЭП.
  • 2. Бытовая и офисная электро- и электронная техника, электросети жилых и административных зданий. К таким источникам относятся утюги, холодильники, электрические стиральные машины, дрели, пылесосы, миксеры, ксероксы, факсы, а также системы электропроводки помещений.

Такие источники в зависимости от конструкции, технологии изготовления и характера эксплуатации могут создавать ЭМП, по своим критериям превышающие ПДУ электромагнитной безопасности населения (рис. 4.4.2).

Негативное влияние электрических сетей в жилых и административных зданиях обусловлено тем, что человек постоянно находится в помещении вблизи электропроводки, в том числе и проложенной не экранированно. Кроме этого, наличие железосодержащих конструкций и коммуникаций в большинстве жилых зданий создает эффект «экранированной комнаты», что усиливает электромагнитный эффект при расположении в них большого количества различных источников излучения, в том числе и сетей электропроводки.

Средние уровни магнитного поля бытовых электроприборов промышленной частоты 50 Гц на расстоянии 0,3 м от источника

Рис. 4.4.2. Средние уровни магнитного поля бытовых электроприборов промышленной частоты 50 Гц на расстоянии 0,3 м от источника

3. Электротранспорт является мощным источником электромагнитного поля в диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. Например, среднее значение магнитной составляющей ЭМП электропоездов может достигать до 200 мкТл (ПДУ = 0,2 мкТл).

Технологические источники ЭМП 2-й группы

1. Функциональные источники ЭМП для получения и передачи информации.

Фундаментальные передатчики. На территории России размещается значительное количество передающих теле- и радиоцентров НЧ-, СЧ- и ВЧ-диапазонов различной принадлежности, ЭМП которых в определенных зонах могут оказывать неблагоприятное воздействие на население. Наиболее высокий уровень облучения людей наблюдается в районах размещения радиопередающих центров старой постройки с высотой антенны не более 180 м. Телевизионные передающие центры могут создавать достаточно сильные ЭМП на расстоянии от 10 м до нескольких километров от места своего расположения.

Системы сотовой связи. В работе этих систем применяется принцип деления определенной территории на зоны (так называемые соты) радиусом 0,5—2 км, в центре которых располагаются базовые станции (БС), обслуживающие мобильные (на автомобилях) и ручные радиотелефоны. Антенны БС могут создавать опасные уровни напряженности в радиусе 50 м. Уровни ЭМП автомобильных антенн также могут быть повышенными.

Мобильные радиотелефоны как элемент системы сотовой связи представляют определенную опасность для пользователей, так как создают при работе сильные ЭМП и тепловой поток, воздействующие на голову человека. Этот вид излучения превышает ПДУ, установленный в РФ.

Системы спутниковой связи состоят из приемо-передающих станций на Земле и спутников, находящихся на орбите. Антенны систем спутниковой связи могут создавать ЭМП, по своим показателям значительно превышающие ПДУ электромагнитной безопасности на большом удалении.

Вводимая в настоящее время в эксплуатацию система глобальной спутниковой персональной связи ведет к дальнейшему увеличению числа наземных систем этого вида источников ЭМП.

Радиолокационные станции (РЛС). РЛС оснащены, как правило, антеннами зеркального типа, имеющими узконаправленную диаграмму излучения в виде луча. Работа РЛС носит пространственно- временной характер, создавая ЭМП высокой напряженности, превышающей на определенном расстоянии от РЛС ПДУ электромагнитной безопасности населения. РЛС, используемые для управления воздушным движением в аэропортах, имеющие остронаправленные антенны кругового обзора, работают круглосуточно и создают ЭМП значительной интенсивности, что неблагоприятно сказывается на населении, проживающем в районах, прилегающих к аэропортам.

  • 2. СВЧ-печи. Излучение данным источником электромагнитной энергии в окружающее пространство обусловливается главным образом технологическими неисправностями и нарушениями в эксплуатации (неплотно закрыты дверцы и т.п.), что может привести к значительному превышению ПДУ электромагнитной безопасности пользователя (табл. 4.4.4).
  • 3. Персональные компьютеры с мониторами (дисплеями) на основе электронно-лучевых трубок являются источниками ЭМП весьма широкого диапазона частот. Порождаемое мониторами рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное, низкочастотное, средних частот и высокочастотное излучение создает ЭМП достаточно высокой интенсивности, оказывающее негативные последствия для пользователя.

Основными источниками ЭМП мониторов являются: экран монитора, питающие провода и системный блок (50 Гц) с системами строчной и кадровой развертки. Наиболее сильные уровни излучения наблюдаются от верхней и боковых стенок монитора, причем зона превышения генерирующих стандартов (ПДУ) может достигать 2,5 м. В первую очередь ЭМП, распространяющееся от монитора, влияет на голову, грудь и руки, находящиеся на оптимальном (60— 70 см) расстоянии перед экраном пользователя. Видеодисплейные терминалы создают вокруг себя ЭМП как низкой, так и высокой частоты, что способствует появлению электростатического поля и ведет к деионизации воздуха вокруг монитора, негативно сказывающейся на здоровье человека. Ситуация усугубляется тем, что ЭВМ широко используются не только как средство труда, но и для учебы и досуга, в том числе детьми и подростками.

В целом все источники ЭМИ как природного, так и техногенного характера комплексно создают электромагнитный фон региона (района, города и т.д.).

Интенсивность электромагнитного фона зависит от следующих причин: состояния ионосферы; характера излучения Солнца и Галактики; количества, характера и местонахождения техногенных источников ЭМП в городе, районе и т.д.; графика работы радио- и телецентров; характера работы объектов энергоснабжения; близости к электроэнергетическим источникам.

Электромагнитный фон в городских условиях имеет, как правило, временной максимум примерно от 10 до 22 ч, причем в суточном динамическом распределении наибольший динамический диапазон изменения электромагнитного фона приходится на зимнее время, а наименьший — на лето.

Интенсивность электромагнитного фона на частоте 50 Гц (промышленная частота), например в центре С.-Петербурга, составляет ~ 1,5 мкТл (ПДУ = 0,2 мкТл), на расстоянии 80 км от центра = 0,5 мкТл.

Источники ЭМП военного характера

В войнах будущего наряду с ядерным оружием и другими средствами массового поражения, применение которых в силу ряда международных договоров маловероятно, широкое применение будут иметь различные виды оружия на новых физических принципах (НФП), в том числе радиочастотное, микроволновое и лазерное, основой которых является создание ЭМИ различной интенсивности, диапазона частот и характера в целях поражения элементов объектов так называемых критических инфраструктур[3]. Данный вид оружия может использоваться также для поражения населения без разрушения при этом объектов инфраструктуры.

Так, например, НАТО в военном конфликте в Югославии в 1999 г. использовали опытные образцы электромагнитного оружия («/-бомбы»), которые мощным электромагнитным импульсом выводили из строя компьютеры, радиостанции и другие электронные и электрические приборы на определенных объектах, имеющих стратегическое значение для страны. Электромагнитные бомбы использовались также ВС США при ведении боевых действий в Ираке.

Характер воздействия электромагнитного поля на население

и элементы окружающей среды

Воздействие ЭМП на человека. Организм человека реагирует как на изменения естественного геомагнитного поля, так и на воздействие электромагнитных излучений от многочисленных и разнообразных техногенных источников. Реакция организма может варьироваться как по мере увеличения, так и снижения воздействия электромагнитных излучений, в ряде случаев приводя к выраженным изменениям в состоянии здоровья и генетическим последствиям.

Эффект взаимодействия электромагнитного поля с биологической средой зависит от поглощенной за определенное время энергии поля, т.е. от дозы облучения. В его основе лежит преобразование энергии поля в тепло, которое осуществляется по двум классическим механизмам, определяемым диэлектрическими характеристиками биологического материала: индуцирование токов и вращение (перемещение) молекул. Это приводит к возникновению различных негативных явлений в организме.

На характер воздействия ЭМП на население оказывают влияние: частоты и интенсивность излучения; вид электромагнитного спектра поля; зоны воздействия (соответствующие размеры расчетной зоны и длины волны); вид воздействия — изолированное (от одного источника), сочетанное (от двух и более источников одного частотного диапазона), смешанное (от двух и более источников различных частотных диапазонов) и комбинированное; отношение облучаемого лица к источнику — профессиональное (связано с производством), непрофессиональное (население); облучаемая часть тела — общее или локальное облучение; время облучения — постоянное, прерывистое.

Комплексное воздействие сказывается в основном на жизненно важных (критических) системах организма. Это прежде всего нервная, иммунная, эндокринная и репродуктивная системы, изменения функций которых предполагают неблагоприятные последствия для организма.

Воздействие ЭМП на нервную систему приводит к нарушению функций нервной системы, изменениям высшей нервной деятельности человека. У людей, как правило, нарушается память, появляется склонность к развитию стрессорных реакций.

Под влиянием ЭМП на иммунную систему может происходить изменение белкового обмена, наблюдаться определенное изменение состава крови. Возможно образование в организме антител, направленных против собственных тканей. Это нарушает нормальное функционирование организма как единого целого.

При действии ЭМП на эндокринную систему, как правило, происходит стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождается увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови, потерей организмом приобретенной устойчивости к некоторым физическим факторам (высоким температурам воздуха, гипоксии и т.д.).

ЭМП отрицательно влияет на репродуктивную функцию человека, особенно на развитие эмбриона. Чувствительность эмбриона к ЭМП значительно выше, чем чувствительность материнского организма. ЭМП низкой интенсивности, оказывающие негативное воздействие на организм беременных женщин, могут быть причиной преждевременных родов, а также патологии у детей. Это в первую очередь касается женщин, работающих с ВДТ с нарушением норм электромагнитной безопасности.

Специфическое воздействие на различные системы и органы человека могут дополнительно оказывать ЭМП таких источников, как системы сотовой связи, мониторы компьютеров на основе электроннолучевых трубок, геомагнитные возмущения в природной среде, электростатические поля различных приборов, радиочастотное оружие.

В связи с широким внедрением во все сферы жизни сотовой связи серьезно стоит проблема воздействия на человека ЭМП, создаваемых мобильными радиотелефонами по критериям электромагнитного, а также теплового воздействия. Воздействию ЭМИ при длительном пользовании сотовым телефоном могут подвергаться такие системы и органы человека, как центральная нервная система (головной мозг вместе с гематоэнцефалическим барьером), зрительный анализатор (особенно хрусталики глаз), внутреннее и среднее ухо, щитовидная железа, кожа лица и ушной раковины.

При работе с мониторами на ЭЛТ возможны различные заболевания кожи лица, а также заболевания зрительных органов — так называемый компьютерный зрительный синдром. При длительной систематической работе с данными типами мониторов возможно появление близорукости, катаракты, влияние на развитие клеток организма.

Резкое повышение интенсивности ЭМИ при геомагнитных возмущениях природного характера («магнитные бури») влияет, как правило, на субъективное самочувствие, сердечно-сосудистую, пищеварительную систему человека и ряд других органов, особенно у пожилых, больных и так называемых метеочувствительных людей.

Воздействие на население ЭМП, создаваемого радиочастотным оружием, может выражаться в разрушении живых клеток, нарушении биологических и физиологических процессов в организме.

Опасность воздействия ЭМП на организм человека может увеличиваться в случаях использования сложных режимов генерации ЭМП; воздействия ЭМП на больной организм; облучения организма в условиях развития эмбриона; сочетания воздействия ЭМП и других неблагоприятных факторов внешней среды на человека.

При сравнении опасности облучения населения ионизирующими и неионизирующими источниками излучения можно полагать, что воздействие ЭМП на организм человека в определенной степени является более опасным, чем воздействие ионизирующего излучения, по причинам: недостаточной изученности механизма биологического воздействия ЭМП; постоянного воздействия ЭМП на большую часть населения, особенно в городах; непрерывного роста уровня электромагнитного загрязнения в крупных населенных пунктах; недостаточной разработки мер по защите населения от ЭМП; отсутствия у населения достаточной информации об этом опасном явлении и бытовых приборов для систематического контроля электромагнитной обстановки в жилых и офисных помещениях.

Воздействие ЭМП на элементы окружающей среды. При рассмотрении воздействия ЭМП на объекты окружающей среды речь может идти в основном о воздействии природных источников и источников военного характера.

ЭМИ природных источников при солнечных вспышках с выбросом «солнечного ветра» и магнитные бури в ионосфере в наибольшей степени воздействуют на объекты телекоммуникационной инфраструктуры. В частности, возможны перебои в спутниковой связи, в различных видах радиосвязи, в работе сотовых телефонов. Магнитные поля, образующиеся при этом в атмосфере, создают на поверхности Земли токи, усиливаемые протяженными высоковольтными линиями электропроводов, которые могут выводить из строя трансформаторные подстанции и тем самым нарушать электроснабжение определенных районов (регионов).

ЭМИ источников военного характера, таких как микроволновое оружие, могут выводить из строя объекты «критических инфраструктур»: правительственную связь, телекоммуникации, системы энергоснабжения, водоснабжения, транспортные системы, системы управления вооруженными силами и т.д. Большинство объектов этих систем хранят и передают информацию с использованием электромагнитных полей. При воздействии электромагнитного потока высокой интенсивности на технологические элементы этих объектов может произойти уничтожение такой информации на данном объекте либо нарушение системы связи между объектами. И в том и в другом случае отдельные объекты и определенные «критические инфраструктуры» в целом не смогут нормально функционировать.

Из всех источников электромагнитного поля наибольшее постоянное негативное воздействие на население оказывают техногенные источники.

4.4.2. Специфика мероприятий по защите населения и территорий в условиях электромагнитного загрязнения окружающей среды, организация их выполнения

Мероприятия по защите населения и территорий в условиях воздействия ЭМП повышенной интенсивности

Ввиду постоянного характера воздействия электромагнитных полей различной интенсивности, в том числе и повышенной, создаваемых в основном техногенными источниками ЭМП, на значительную часть населения и объектов на территориях мероприятия по их защите должны также проводиться постоянно с учетом конкретно складывающейся электромагнитной обстановки в том или ином районе (регионе).

При получении прогноза возникновения геомагнитных возмущений должны предусматриваться дополнительные меры по защите от ЭМП определенных групп населения.

В условиях ведения боевых действий с применением радиочастотного и микроволнового оружия, кроме некоторой специфики защиты населения, должны предусматриваться и мероприятия по защите объектов «критических инфраструктур», которые могут поражаться данным видом оружия.

Правовые мероприятия

Разработка и принятие правовых и нормативно-технических документов в области защиты населения и территорий, обеспечивающих электромагнитную безопасность населения, и контроль выполнения требований данных документов.

К правовым документам в этой области можно отнести различные федеральные программы и законы, в том числе Технический регламент «Об электромагнитной совместимости» (2005 г.), а также постановления Правительства РФ. Кроме того, на парламентских слушаниях в Государственной Думе принята рекомендация о разработке Федеральной программы «Экологическая безопасность в условиях воздействия электромагнитных и других излучений».

К нормативно-техническим (нормативно-гигиеническим) документам в области электромагнитной безопасности (ЭМБ) населения России относятся системы стандартов, которые складываются из национальных стандартов и санитарных правил и норм. Эти взаимосвязанные документы являются обязательными для исполнения на всей территории России.

В зависимости от отношения подвергающегося воздействию ЭМП человека к источнику излучения в национальных стандартах РФ различают два вида воздействия: профессиональное и непрофессиональное. Для уровня профессионального воздействия характерно многообразие режимов генерации и вариантов воздействия — общее и местное облучение. Для непрофессионального облучения типичным является общее облучение.

Некоторые национальные стандарты и нормативно-технические документы в области электромагнитной безопасности населения

Стандарты.

  • • Система безопасности труда. Электрические поля промышленной частоты (50 Гц). Допустимые уровни напряженности и требования к правилам контроля на рабочих местах. ГОСТ 12.1002-84;
  • • Средства отображения информации индивидуальных пользователей. ГОСТ Р 500948-96 и др.

Санитарные правила и нормы.

  • • Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях. Межгосударственные санитарные правила и нормы. СанПиН 001—96 (СНГ), пп. 4.5—4.11. Допустимые уровни неионизирующих излучений различных видов и диапазонов частот и т.д.
  • • Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, электронно-вычислительным машинам и организация работ. СанПиН 222.542—96[4] и др.

Одним из основных положений СанПиН является наличие в них данных о предельно допустимых уровнях ЭМП различных источников, гарантирующих электромагнитную безопасность населения. В основе установления ПДУ лежит принцип пороговости вредного действия ЭМП на человека.

В качестве ПДУ ЭМП принимаются такие его значения, которые при ежедневном облучении в свойственном для данного источника режиме не вызывают у населения без ограничения пола и возраста заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в период облучения или в отдаленные сроки после его прекращения.

Предельно допустимые уровни электромагнитного поля для населения от основных групп источников ЭМП приведены в табл. 4.4.2-4.4.5.

Допустимые уровни воздействия электрического поля (ЭП) от ЛЭП промышленной частоты

ПДУ ЭППЧ, кВ/м

Условия облучения

II

О

Внутри жилых зданий

? = 1

На территории зоны жилой застройки

Ьз

II

у

о

На территории зоны вне жилой застройки, а также на территории огородов и садов

©

о"

II

На участках пересечения ЛЭП с автомобильными дорогами I—IV категорий

II

у

о

В ненаселенной местности

II

К)

о

В труднодоступной местности и на участках, специально отгороженных для исключения доступа населения

В табл. 4.4.4—4.4.7 даны буквенные символы критериев ЭМП.

Предельно допустимые уровни воздействия ЭМП, создаваемых радиотехническими объектами

Таблица 4.4.3

Источники излучения

Диапазон частот

Значения ПДУ

Условия облучения

Радиотехнические

объекты

30—300 кГц

Е= 25В/м

0,3-3 МГц

Е= 15В/м

Для всех случаев облучения

3-30 МГц

Е= ЮВ/м

300 МГц-30 ГГц

ППЭ(?) =

= 100 мкВт/см2

Таблица 4.4.4

Предельно допустимые уровни электромагнитного поля для потребительской

продукции

Источник излучения

Диапазон

Значение ПДУ

Условия измерения

Индукционные печи

20-22 кГц

?= 500 В/м Н = 4 А/м

Расстояние 0,3 м от корпуса

СВЧ-печи

ОД- 37,5 ГГц

ППЭ(?) = 10 мкВт/см2

Расстояние 0,5±0,05 м от любой точки при нагрузке 1 л

ВДТ, ПК

5 Гц—2 кГц

В = 250 нТл ?=25 В/м

Расстояние 0,5 м вокруг монитора ПК

2 кГц- 400 кГц

В = 2 нТл ?= 5В/м

ЭСП

К=500 В

Прочая продукция

50Гц

?= 500 В/м

Расстояние 0,5 м от корпуса

Временно допустимые уровни (ВДУ) воздействия ЭМП, создаваемого системами сотовой связи

Категории облучаемых

Величина ВДУ

Условия измерения

Облучение населения, проживающего на селитебной территории*

ППЭ(5) =

= 10 мкВт/см2

Измерения следует производить на расстоянии от источника ЭМП, соответствующего расположению головы человека, подвергающегося облучению

Облучение пользователей радиотелефонов

ППЭ(?) =

= 100 мкВт/см2

Селитебная территория — территория, на которой проживает население.

Организационные мероприятия

  • 1. Планирование защиты населения и территорий от воздействия ЭМП повышенной интенсивности, в том числе и военного характера, должно осуществляться на основе правовых и нормативно-технических документов в этой области с включением вопросов электромагнитной безопасности населения в планирующие документы органов исполнительной власти и органов управления РСЧС различных уровней в части, их касающейся, в мирное время и при введении военного положения.
  • 2. Обеспечение персонала объектов, имеющих источники ЭМИ, населения, в том числе пользователей компьютерной техники с мониторами на ЭЛТ, средствами индивидуальной защиты от ЭМИ. К таким средствам для населения можно отнести специальную одежду типа «Восход» (уменьшает негативное воздействие ЭМИ примерно в 12 раз), защитную одежду фирмы «Тико» на основе защитной краски «Тиколак» без использования металлических примесей. Персонал объектов, имеющих источники ЭМИ, обеспечивается различными экранирующими комплектами защитной одежды (ЭП-1, ЭП-3, ЭП-4, ЭП-2), обеспечивающими защиту от электрических полей с частотой 50 Гц и соответствующих им факторов, а также от электромагнитных полей в широком диапазоне частот.
  • 3. Осуществление постоянного контроля электромагнитной обстановки путем проведения электромагнитного мониторинга, а также прогнозирования развития электромагнитной обстановки. Для повышения эффективности защиты населения в условиях геомагнитных возмущений магнитосферы Земли осуществляется краткосрочный прогноз данного явления[5], регулярно передаваемый по СМИ.

Для наблюдения за фактической электромагнитной обстановкой используются различные приборы и системы ее контроля.

Приборы и системы классифицируются по типу измеряемых полей: электростатического (ЭСП), постоянного магнитного поля

(ПМП), электромагнитного поля ЭМП (магнитная и электрическая составляющие) и по диапазонам частот. Приборы и системы могут быть переносными и передвижными.

К приборам измерения интенсивности различных типов полей относятся: приборы измерения электростатического поля — И НЭП-1, СТ-01 и др.; приборы измерения постоянного магнитного поля — Ш18, МПМ-2 и др.; приборы измерения электромагнитного поля (электрической и магнитной составляющих) — ПЗ—1м, ПЗ-21 и др.

Для измерения электромагнитного поля ВДТ используются приборы «В&Е-метр», ИЭП-04, ИМП-05 и др.

Для контроля интенсивности ЭМП в жилых домах и офисных помещениях могут использоваться такие малогабаритные бытовые приборы, как комплект приборов, состоящий из регистратора интенсивности электрического поля (переменного и электростатического) РИЭП-50/20 и регистратора интенсивности магнитного поля РИМП-50/24, дающие световой и звуковой сигналы при превышении ПДУ для данного источника.

Для контроля ЭМП СВЧ-печи может быть использован прибор «Индикатор», также дающий световую и звуковую сигнализацию при превышении ПДУ данного источника.

В качестве системы электромагнитного контроля могут использоваться мобильные средства контроля (МСК) санитарно-гигиенической и экологической электромагнитной безопасности (ЭМ Б) в окружающей среде и на рабочих местах. Система МСК ЭМБ смонтирована на а/м «Газель» и предназначена для контроля интенсивности ЭМИ, а также для проведения мониторинга других неионизирующих излучений, таких как лазерное, акустическое, ультразвуковое и др.

  • 4. Создание системы постоянной информации населения об электромагнитной обстановке и в том числе заблаговременного оповещения населения о возможных геомагнитных возмущениях в природной среде. Информация населения об электромагнитной обстановке и, особенно, оповещение о возможном геомагнитном возмущении среды («магнитных бурях») должны проводиться регулярно и одновременно с информацией о метеопрогнозе по СМИ.
  • 5. Подготовка населения в области защиты от воздействия ЭМП повышенной интенсивности. Вопросы подготовки населения в области защиты от ЭМП повышенной интенсивности, в том числе и при применении радиочастотного и микроволнового оружия в военное время, должны быть включены в программы подготовки действий населения в условиях различных ЧС. Акцент должен быть сделан на обучении населения, проживающего в крупных городах с большим, как правило, количеством источников ЭМИ, а также при возможном применении указанных видов оружия в условиях ведения боевых действий в данном районе (регионе).

Основные рекомендации по электромагнитной безопасности населения при нахождении его в зонах воздействия ЭМП различных источников

1. ЛЭП (ПДУ — табл. 4.4.6). Знать размеры санитарно-защитных зон[6] ЛЭП в зависимости от напряжения линии.

Таблица 4.4.6

Границы СЗЗ по российским нормам

Напряжение ЛЭП

330 кВ

500 кВ

750 кВ

1150 кВ

Размер санитарно-защитной охранной зоны

20 м

30 м

40 м

50 м

Примечания. 1. Регламетация размеров ССЗ ЛЭП в РФ осуществляется при напряжении 330 кВ и более по электрической составляющей. 2. По магнитной составляющей ЭМП, более опасной, чем электрическая, размеры ССЗ могут составлять 200—400 м (ГОСТ в РФ пока не принят).

В пределах ССЗ АЭП запрещается размещать жилые здания, стоянки и остановки всех видов транспорта, устраивать спортивные и игровые площадки. Рекомендуется ограничить пребывание в данной зоне, сбор плодов, ягод, растений (особенно лекарственных). При наличии в ССЗ садовых участков для уменьшения воздействия ЭМП целесообразно покрыть строения железной крышей, поставить вдоль стен металлическую решетку и заземлить ее.

2. Бытовая, офисная электро- и электронная техника, электросети помещений, поверхности с электростатическим зарядом (ПДУ — см. табл. 4.4.4).

Осуществлять «защиту расстоянием и временем»; соблюдать оптимальные расстояния; не размещать приборы в углах комнат в зданиях с железобетонными конструкциями; заземление приборов целесообразно делать на трубы холодного водоснабжения; использовать модели приборов с меньшим уровнем энергопотребления; размещать наиболее опасные приборы на расстоянии не менее 1,5 м от мест продолжительного пребывания и сна; не включать одновременно большое количество приборов; по возможности использовать приборы с автоматическим управлением, позволяющим исключить нахождение рядом с ними во время работы; не находиться рядом с длинным проводом под напряжением; не оставлять вилку в розетке при выключенном приборе (дополнительный источник ЭМП).

Для защиты от электростатических зарядов на экранах компьютеров с мониторами на ЭЛТ, телевизоров, осциллографов необходимо соблюдать определенное расстояние между зрителем и экраном

  • (не менее 1 м для телевизора с трубкой до 36 см и не менее 2 м для телевизора с трубкой более 51 см), иметь заземление экранов мониторов, систематически проводить влажную уборку помещений, применять бытовые ионизаторы, повышать влажность воздуха в помещении.
  • 3. Функциональные передатчики информации: теле- и радиоцентры, РЛС, станции различных систем связи (ПДУ — см. табл. 4.4.3). Уточнить через местные органы Санэпиднадзора места расположения и величины СЗЗ различных стационарных источников ЭМИ данного типа в районе проживания, по возможности ограничить время пребывания в этих районах (табл. 4.4.7).

Таблица 4.4.7

Диапазон границ ССЗ радиопередающих объектов

Тип объекта

Диапазон частот

Размер СЗЗ

Длинноволновые радиоисточники (ДВ)

30-300 кГц

100-1000м

Средневолновые радиоисточники (СВ)

300-3000 кГц

200-1000м

Коротковолновые радиоисточники (КВ)

30-300 МГц

50-700 м

Телецентры и УКВ-радиостанции

30-1000 МГц

25-800 м

Без информации о границе ССЗ не приближаться к антенне источника ближе 1 км, не трогать антенны руками, не приближаться ближе 20 м к антеннам спутниковой связи.

  • 4. Мобильные телефоны сотовой связи (ПДУ — см. табл. 4.4.5). Приобретать мобильный телефон с наименьшим показателем удельной поглощенной мощности SAR (< 2Вт/кг); не пользоваться мобильным телефоном без необходимости (это резервная связь); не следует разговаривать непрерывно более 3—4 мин; при необходимости длительного разговора следует использовать приспособления для дистанционного управления мобильным телефоном; делать перерыв между разговорами не менее 30 мин; использовать телефон по возможности в неэкранированных помещениях и на открытых площадках; в автомобиле при разговоре по телефону желательно использовать внешнюю антенну, расположенную в геометрическом центре крыши автомобиля; в условиях неустойчивого приема рекомендуется воздержаться от длительных разговоров или найти место с устойчивым приемом; при нахождении на даче, садовом участке при переговорах целесообразно по возможности использовать внешнюю круговую (автомобильную) антенну; мобильный телефон в «режиме ожидания» не следует носить на поясе (для мужчин) и на груди (для женщин), лучше носить телефон в сумке или кармане верхней одежды; чаще заменять разговор на SMS (short service message — служба коротких сообщений); не следует пользоваться телефоном детям.
  • 5. Компьютеры с мониторами на ЭЛТ (ПДУ — см. табл. 4.4.4). При приобретении прибора требовать его соответствия ГОСТ Р 50949—96; при эксплуатации ВДТ руководствоваться СанПиН № 2.2.2.542—96; приобретать мониторы ПК с пониженным уровнем излучения; использовать при необходимости индивидуальные средства защиты (организационные мероприятия п. 3; использовать инженерные средства защиты экрана (инженерно-технические мероприятия); соблюдать режим работы с компьютером данного типа в соответствии с требованиями СанПиН (табл. 4.4.8).

Таблица 4.4.8

Время непрерывной и суммарной работы за компьютером для разных категорий пользователей

Категория пользователей

Продолжительность работы в течение дня

непрерывная

общая

Дети дошкольного возраста

7—10 мин

Школьники

10—30 мин

45-90 мин

Студенты

1-2 ч

2-3 ч

Взрослые

До 2 ч

До 6 ч

Инженерно-технические мероприятия

Стационарные источники ЭМИ

Проектирование, размещение, строительство и эксплуатация стационарных источников ЭМИ, а также строительство жилых и офисных зданий в районах размещения источника должны производиться в соответствии с требованиями Государственной экологической экспертизы, гарантирующей электромагнитную безопасность населения.

Основным способом защиты населения от воздействия ЭМП стационарного источника в районах жилой зоны является «защита расстоянием», что обеспечивается созданием СЗЗ вокруг данного источника.

К мерам, снижающим плотность потока электромагнитной индукции, относятся рациональная застройка, использование специальных конструкций и материалов при строительстве зданий, что должно свести к минимуму площадь поверхностей, через которые ЭМИ могут легко проникать внутрь помещений.

Наиболее приемлемым материалом для застройки является железобетон. В зданиях, расположенных в первых рядах застройки, рекомендуется заделка металлической сетки в облицовочный или штукатурный слой на стенах, обращенных в сторону радиотехнических объектов. Стыки сеток должны свариваться, сетки — заземляться. В следующих рядах зданий поверхность облучаемых стен целесообразно покрывать составами, поглощающими радиоволны.

Наилучшей защитой сверху является крыша из кровельного или оцинкованного железа. В сторону антенны источника излучения следует ориентировать минимальную площадь остекления. Оконные проемы можно экранировать специальным стеклом с металлизированным слоем.

Требования по ЛЭП: в районах массовой жилой застройки возведение ЛЭП с повышенной интенсивностью ЭМП не допускается; в случае если избежать этого невозможно, должны предусматриваться СЗЗ, соответствующие напряжению ЛЭП и обязательно учитывающие магнитную составляющую ЭМП. В особо сложных случаях на отдельных участках ЛЭП могут оборудоваться подвесные экранные сетки. Вместе с тем ЛЭП могут пересекать сельскохозяйственные угодья, где периодически могут находиться люди.

Бытовая электро- и электронная техника

В конструкции и технологии изготовления приборов должны быть заложены требования электромагнитной безопасности пользователя при их эксплуатации (см. табл. 4.4.3); при изготовлении СВЧ- печей целесообразно использование ферромагнитных материалов, обладающих как поглощающими свойствами, так и механической эластичностью.

Мобильные радиотелефоны сотовой связи

  • 1. Для эффективной технической защиты целесообразно использовать экранирующие чехлы фирмы «Биоэлектроник» (ФРГ). В перспективе использовать телефоны, излучение от антенны которых направлено в сторону от головы человека.
  • 2. Активная защита: использование многовитковой катушки в корпусе прибора, создающей защитное поле.

Персональные компьютеры

Во избежание негативного воздействия ЭМИ при работе с компьютером целесообразно по возможности пользоваться жидкокристаллическими мониторами, которые практически не дают ЭМИ.

При использовании компьютеров с мониторами на ЭЛТ возможна как пассивная, так и активная защита:

  • а) пассивная защита: экранирование как корпуса монитора, так и отклоняющей системы цепей и элементов строчной развертки электронно-лучевой трубки; использование различных экранных фильтров; применение металлизированных покрытий и экранирующих волокон, наносимых изнутри на корпус монитора;
  • б) активная защита: основу ряда активных конструкций составляет положение о том, что неблагоприятное действие ЭМП может быть исключено путем изменения во времени одного или нескольких его параметров (амплитуды, фазы, частоты и т.д.). Создаваемое таким образом «защитное» ЭМП (как правило, отдельный источник), накла- дываясь на основное поле, снижает тем самым его вредное влияние.

Одним из таких приборов является нейтрализатор «Гамма-7Н». Прибор представляет собой малогабаритный, широкополосный автогенератор полей, противодействующих внешнему аномальному полю. Принцип работы прибора состоит в его энергетическом возбуждении под действием внешнего поля. Взаимодействие полей носит резонансный характер и приводит к разрушению и подавлению источника внешнего поля.

Нейтрализатор может быть использован также для защиты от ЭМП телевизоров, СВЧ-печей, другой бытовой и офисной электронной излучающей аппаратуры.

Основным способом активной защиты является использование вместо мониторов с электронно-лучевыми трубками мониторов на жидких кристаллах.

Медико-профилактические мероприятия

Анализ динамики заболеваний, причиной которых могут являться ЭМИ, и периодический осмотр населения, проживающего в районах расположения стационарных источников ЭМП; проведение медицинских профилактических мероприятий.

Мероприятия, проводимые в условиях значительного и резкого повышения интенсивности ЭМП

Значительные изменения интенсивности ЭМП могут происходить при геомагнитных природных возмущениях, а также в локальных масштабах в условиях применения в определенных районах радиочастотного и микроволнового оружия при ведении боевых действий.

Мероприятия по защите населения при возникновении геомагнитных возмущений в магнитосфере: экспресс-оценка геомагнитной обстановки соответствующими службами контроля; оповещение населения по СМИ с рекомендациями по правилам поведения; прием лекарственных и немедикаментозных средств пожилыми людьми, больными, а также людьми так называемой метеочувствительной категории.

В перспективе в целях предотвращения подобных явлений в полярных областях Земли — на Кольском полуострове, Чукотке, Аляске и Канаде планируется проведение выстрелов радиоизлучения, блокирующих космическую энергию.

Для защиты населения от радиочастотного и микроволнового оружия могут использоваться специально экранированные средства коллективной защиты (см.: Инженерная защита жилых и офисных помещений).

Персонал важных государственных объектов может использовать также специальные костюмы, ослабляющие в определенной степени воздействие ЭМП.

Для защиты управляющих и информационных систем определенных объектов могут приниматься следующие меры: расположение объектов, подверженных воздействию ЭМП, в безопасных местах (в бункерах), защищенных от воздействия ЭМП; использование системы защиты типа «Клетка Фарадея», представляющей собой проволочный каркас в виде куба (или другой формы замкнутой поверхности), внутрь которого помещается объект (или элемент объекта); дублирование объектов; резервное энергоснабжение, резервные каналы связи, альтернативные источники энергии, экранирование требуемых элементов объектов различными способами.

Организация защиты населения и территорий в условиях

электромагнитного загрязнения окружающей среды

Под организацией ЗНиТ в условиях электромагнитного загрязнения окружающей среды понимаются действия руководства и ОУ ГОЧС различных уровней во взаимодействии со специалистами в этой области других ведомств, таких как РАО ЕЭС России, Ростелеком и др., по обеспечению электромагнитной безопасности населения.

Специфика мероприятий по ЗНиТ по этим вопросам должна быть отражена в соответствующих документах планирования ЗНиТ.

Основное внимание решению данной проблемы должно уделяться в крупных городах, где имеется, как правило, большое количество техногенных источников ЭМИ.

Данный вопрос целесообразно включать в программы подготовки населения всех категорий к действиям в ЧС.

  • [1] Под данным термином здесь и далее понимается только неионизирующее излучение всего электромагнитного спектра излучения.
  • [2] В главе рассматривается только радиочастотное и микроволновое оружие.
  • [3] Под критическими инфраструктурами понимаются инфраструктуры, от функционирования которых зависит национальная безопасность государства (терминология США).
  • [4] Данный документ целесообразно иметь пользователям персональных компьютеров.
  • [5] Долгосрочный прогноз мало достоверен.
  • [6] Под ССЗ ЛЭП понимается зона вдоль трассы ЛЭП, отсчитываемая от проекции крайних проводов ЛЭП на землю.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >