Електромагнітне забруднення

Упродовж останніх 30 років, унаслідок інтенсивного розвитку господарської, інформаційної, оборонної та іншої діяльності людини, суттєвого значення і масштабного поширення набув новий небезпечний антропогенний чинник – електромагнітне забруднення довкілля. До джерел електромагнітного випромінювання належать радіо-, телевізійні, радіолокаційні станції і високовольтні лінії електропередач високої та ультрависокої напруги. У різних містах України щорічно збільшується кількість радіостанцій мобільного, і передусім стільникового зв’язку. Нині рівень електромагнітного забруднення навколишнього середовища техногенного походження у багато разів перевищує рівень природного. Негативна дія електромагнітного випромінювання на здоров’я населення, а особливо для працівників різних галузей народного господарства, які професійно пов’язані з електромагнітними чинниками, доведена низкою наукових досліджень. З огляду на це, ВООЗ включила питання електромагнітного забруднення довкілля у перелік пріоритетних екологічних проблем.

Фізичні характеристики та класифікація ЕМП. Електромагнітне поле (ЕМП) - це особлива форма існування матерії, яка створюється рухомими i нерухомими електричними зарядами. ЕМП поширюється у повітряному просторі у вигляді електромагнітних хвиль зі швидкістю, близькою до швидкості світла. До електромагнітних полів належать електромагнітне поле радіочастот, електростатичне, постійне магнітне, низькочастотне поле, інфрачервоне, ультрафіолетове, лазерне випромінювання тощо. Основними параметрами електромагнітного поля є довжина хвилі, частота коливань i швидкість поширення, що пов'язані між собою наступним співвідношенням:

λ

де λ – довжина хвилі, м; с – швидкість поширення електромагнітної хвилі (у вакуумі й у повітрі практично дорівнює швидкості світла – 3 • 10⁸ м/с); f – частота коливань, Гц; ε – діелектрична i µ – магнітна проникність середовища (у повітрі дорівнює 1).

ЕМП характеризується сукупністю змінного електричного i нероздільно пов'язаного з ним магнітного полів. Енергетичною характеристикою цього поля є поверхнева густина потоку випромінювання (енергії), одиницею якої є ват на квадратний метр (Вт/м²).

Магнітне поле – створюється постійними магнітними i електричним струмом. Кількісною характеристикою його є напруженість,яка визначається силою, що діє у полі на провідник зі струмом. Одиницею напруженості магнітного поля в CI є ампер на метр (А/м). Іншою силовою характеристикою постійного магнітного поля є магнітна індукція, що залежить від властивостей середовища, в якому існує поле.

Упродовж життя людина зазнає впливу магнітних полів різної природи. Довкола Землі iснує природне магнітне поле з напруженістю близько 398 А/м. Динамічні зміни його характеристик зумовлені географічною широтою, часом доби, порою року, рівнем сонячної активності. Установлено, що магнітне поле Землі відіграє неабияку роль у функціонуванні організму. Це підтверджується погіршенням самопочуття хворих на ішемічну хворобу серця та зростанням кількості гіпертонічних кризів серед населення у період магнітних бур. Останнім часом з'явились сильні штучні магнітні поля, що створюються постійними струмами великої сили.

Існування електричного поля підтримуєтьтся електричними зарядами. Кількісною характеристикою електричного поля є напруженість, одиницею в системі CI — вольт на метр (В/м) — напруженість однорідного електричного поля, створювана різницею потенціалів 1 В між точками, які знаходяться на відстані 1 м на лінії напруженості поля.

Уся наша планета оповита електричним полем. Його параметри змінюються залежно від географічної широти, висоти над рівнем моря, пори року (рис. 21).

Рис. 21. Сезонні зміни електричного поля Землі

У межах земної поверхні напруженість електричного поля над грунтом становить у середньому 130 В/м, на висоті 50 м — 500 В/м, на висоті 6000 — 10 В/м, 12000 м — 2,5 В/м. Напруженість електричного поля на поверхні ґрунту є більшою у середніх широтах i зменшується до екватора та полюсів.

Спектр електромагнітних коливань радіочастот умовно поділяють за діапазоном коливань та довжиною хвилі. За частотою коливань електромагнітні хвилі мають наступні діапазони частот: надто низькі (ННЧ), наднизькі (ННЧ¹), інфранизькі (ІНЧ), дуже низькі (ДНЧ), низькі (НЧ), середні (СЧ), високі (ВЧ), дуже високі (ДВЧ), ультрависокі (УВЧ), надвисокі (НВЧ), та надзвичайно високі (НВЧ^!). За довжиною розрізняють кілометрові, гектометрові, декаметрові, метрові, дециметрові та інші діапазони хвиль.

У містах на людину можуть впливати електромагнітні поля природного та штучного походження. Нині широко використовуються такі поняття, як «електромагнітний смог» і «електромагнітне забруднення навколишнього середовища». Проблема електромагнітної безпеки особливо загострилась останнім часом, у зв’язку з масовим впровадженням у побутове життя людини телевізорів, персональних комп’ютерів, мобільних засобів радіотелефонного та космічного зв’язку, різноманітних електричних і електронних виробів медичного та побутового призначення. Найбільше занепокоєння у фахівців та населення викликає розміщення у населених пунктах повітряних високовольтних ліній електропередач. У великих містах лінії електропередач з напругою понад 110 кВ проходять через територію житлової забудови, що не відповідає вимогам будівельних норм і правил та викликає численні скарги населення.

Біологічний ефект електромагнітного випромінювання (ЕМВ) залежить від діапазону частот, напруженості електричного поля, експозиції, характеру випромінювання (безперервне, модульоване) і режиму опромінювання (постійне, періодичне тощо). Результати магнітобіологічних досліджень засвідчують, що найбільш чутливою до дії ЕМП є центральна нервова система. Порушується функціональний стан ендокринної системи. Спостерігається пригнічення функції серцево-судинної системи, що дає змогу вважати її ще однією з високочутливих «мішеней» біологічної дії електромагнітного поля.

Установлено, що за однакового електромагнітного навантаження у жінок та людей похилого віку існує вищий ризик появи захворювань, ніж у чоловіків працездатного віку. Зміни метаболізму в органах і тканинах за умови тривалої дії електромагнітного поля відбуваються унаслідок порушення мікроциркуляторних процесів. Це підтверджується ультраструктурними змінами усього ендотелію мікросудин, що свідчить про збільшення їхньої проникливості. Електромагнітне випромінювання шкідливо діє на різні ланки імунної системи організму.

Останнім часом у багатьох країнах проведені епідеміологічні дослідження, що підтверджують існування зв'язку між імовірністю захворювання на лейкози й розвитком інших пухлин та професійною діяльністю. До груп ризику належать особи, в яких робота, або місце проживання, пов’язані з можливим впливом електромагнітних полів промислової частоти.

Електромагнітні випромінювання несприятливо впливають і на репродуктивну функцію. За результатами експериментальних досліджень на лабораторних тваринах визначено, що цей вид випромінювань спричинює зміни функціонального стану сперматозоїдів щурів (зниження рухливості, осмотичної резистентності, збільшення мертвих форм), порушення запліднювальної здатності самців та плодючості самок (вірогідне зниження числа живих ембріонів, підвищення загальної ембріональної загибелі). Установлено зниження маси та розмірів плодів, дефекти черепа, виявляються ембріони із точковими крововиливами різної локалізації.

Енергія, яку поглинув організм в умовах виробництва, може спричиняти термічну (теплову) і специфічну біологічну дію (нетеплову). Інтенсивність біологічної дії зростає зі збільшенням потужності ЕМП і тривалості його дії. За умови дії великих доз спостерігають тепловий ефект, малих – нетепловий. Прояв реакції пов’язаний з діапазоном радіочастот й індивідуальними особливостями організму. Найвищу біологічну активність мають електромагнітні випромінювання надвисокої частоти.

Професійні патологічні ураження, спричинені електромагнітним випромінюванням, об’єднані у три клінічні синдроми: астенічний, астеновегетативний та гіпоталамічний. Характерними симптомами є брадикардія, артеріальна гіпотензія, біль у ділянці серця, задишка, запаморочення, біль голови, підвищена втомлюваність, пітливість, послаблення пам’яті, порушення сну тощо.

Електромагнітні випромінювання підсилюють функцію щитоподібної залози й знижують показники діяльності гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової системи. У жінок діагностуються порушення менструального циклу, у чоловіків – статева слабкість. У крові спостерігаються лейкопенія, тенденція до тромбоцитопенії, підвищення активності лужної фосфатази, з’являються нейтрофільні гранулоцити з патологічною зернистістю. До специфічних уражень належить катаракта, яка може розвиватися одразу або упродовж кількох років від початку дії чинника. Можливе пошкодження строми рогівки, кератит.

Для створення безпечних умов життєдіяльності населення передбачене регламентування електромагнітних випромінювань відповідно до санітарних норм і правил експлуатації електроенергетичних і радіотехнічних об’єктів (табл. 7).

Таблиця 7