Характеристике электромагнитной обстановки.

Современное состояние проблемы электромагнитной безопасности

Человека.

 

К настоящему времени известно, что все диапазоны электромагнитных излучений (ЭМИ) оказывают влияние на здоровье и работоспособность людей, причем последствия этого влияния могут быть весьма отдаленными.

Организм человека осуществляет свою деятельность путем ряда сложных процессов и механизмов в том числе, с использованием внутри- и внеклеточной электромагнитной информации и соответствующей биоэлектрической регуляции. В этой связи, техногенная электромагнитная среда обитания фактически может быть рассмотрена как источник помех в отношении жизнедеятельности человека и биоэкосистем.

Однако, мало кто осознает тот факт, что вся жизнь современного человека проходит в условиях повышенной концентрации неблагоприятных электромагнитных факторов, изменивших существование всего человечества и только в последнее столетие. С развитием технологической цивилизации появились не только новые приборы и транспортные средства. Изменился тип жилья - вместо деревянных или каменных домов возникли железобетонные конструкции, экранирующие привычные для биосистем естественные, пространственно квазиоднородные электромагнитные поля (ЭМП), и создающие локально непредсказуемые распределения техногенных наводок. Вместо традиционных натуральных хлопковых, шерстяных или льняных тканей, практически не изменяющих распределение поверхностных зарядов на теле человека появились синтетические изделия на порядки увеличивающие электрическое поле на поверхности кожи. На поверхности пластмассовых изделий, окружающих нас, наводится огромный электростатический заряд. И это лишь краткий перечень резко изменившихся за последнее столетие электромагнитных условий, окружающих человека. 100 лет – слишком незначительное время для устойчивых адаптационных изменений человеческой популяции.

Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Эти системы организма являются критическими. Реакции этих систем должны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население.

Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания. Особо опасны ЭМПмогут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной и сердечно-сосудистой систем, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.

Варианты воздействия ЭМП на биоэкосистемы, включая человека, разнообразны: непрерывное и прерывистое, общее и местное, комбинированное от нескольких источников и сочетанное с другими неблагоприятными факторами среды и т.д.

На биологическую реакцию влияют следующие параметры ЭМП:

· интенсивность ЭМП

· частота излучения

· продолжительность облучения

· модуляция сигнала

· сочетание частот ЭМП

· периодичность действия.

Сочетание вышеперечисленных параметров может давать существенно разные последствия для реакции облучаемого биологического объекта.

 

Основные физические термины и понятия, используемые при

характеристике электромагнитной обстановки.

Постоянное электрическое поле создается неподвижными электрическими зарядами и осуществляет взаимодействие между ними. Характеризуется напряженностью электрического поля Е - это отношение силы, действующей со стороны поля на заряд, к значению этого заряда. Е - это векторная величина, размерность вольт на метр (В/м).

 

 

Рисунок 5.1. Электрическое поле

 

Силовые линии напряженности электрического поля не замкнуты: они начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных зарядах или уходят в бесконечность. Это справедливо как для одиночных зарядов, так и при протекании постоянного тока по проводнику.

Постоянное магнитное поле создается проводниками с постоянным током, равномерно движущимися электрическими зарядами или заряженными частицами. Характеризуется напряженностью магнитного поля н. Это - векторная величина, качественно характеризующая магнитное поле, размерность ампер на метр (А/м).

 

Рисунок 5.2. Магнитное поле

 

В вакууме напряженность магнитного поля совпадает с магнитной индукцией В. Значение В определяет силу, действующую в данной точке поля на движущийся электрический заряд и на тела, имеющие магнитный момент. Единица измерения В - тесла (Тл). В и Н связаны в вакууме соотношением В = m ₀ Н, где магнитная постоянная m ₀ = 4 p 10^-7 Гн/м. Для изотропной среды, отличной от вакуума, В = m ₀ m Н, где m - магнитная проницаемость среды. Силовые линии магнитного поля замкнуты.

 

Электромагнитное поле

Изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле, обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. Этот процесс есть физическая причина существования электромагнитного поля - особой формы материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами.

 

Рисунок 5.3. Электромагнитное поле

 

Электромагнитное поле (ЭМП) в вакууме характеризуется векторами напряженности электрического поля Е и магнитной индукции В, которые определяют силы, действующие со стороны поля на неподвижные и заряженные частицы, В и Е -векторные величины и могут быть измерены непосредственно. В среде электромагнитное поле характеризуется дополнительными величинами: напряженностью магнитного поля Н и электрической индукцией d. В произвольной среде электромагнитное поле описывается уравнениями Максвелла, позволяющими определить поля в зависимости от распределения зарядов и токов.

Электромагнитное поле неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, электромагнитное поле «отрывается» от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).

Электромагнитные волны характеризуются длиной волны l, основная единица измерения - метр (м). Источник, генерирующий излучение, а по сути создающий электромагнитные колебания, характеризуется понятием частота генерации ¦, единица измерения - герц (Гц). Международная классификация электромагнитных волн по частоте и длине волны приведена в табл. 5.1. Каждый указанный в табл. 5.1. диапазон частот исключает нижний и включает верхний предел частоты.

Важная особенность ЭМП - деление на так называемую «ближнюю» и «дальнюю» зоны. В «ближней» зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < l ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием обратно пропорционально квадрату r^-2 или кубу r^-3 расстояния. В «ближней» зоне электромагнитная волна еще не сформирована. Для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Н производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит для формирования бегущей составляющей поля (электромагнитной волны), ответственной за излучение. «Дальняя» зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r ³ 3 l. В «дальней» зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r ^-1.