Электромагнитные поля различных диапазонов длин волн, излучаемые антеннами радиотехнических систем биологически активны и могут по разному воздействовать на живые организмы, в том числе и на людей.
Человеческий организм осознано реагирует только на электромагнитные волны оптического диапазона (глаза, f~1014 Гц) в то время как для других диапазонов волн у людей отсутствуют чувствительные органы. Однако, как показывает практика и исследования, наиболее чувствительны к электромагнитным излучениям следующие органы: глаза, центральная нервная система, сердечно-сосудистая, гормональная и репродуктивная системы.
Несмотря на многочисленные исследования воздействия электромагнитных полей на здоровье человека, до настоящего времени существуют лишь разрозненные сведения о влиянии соответствующих диапазонов электромагнитных волн при соответствующих потоках мощности и времени экспозиции. Поэтому для обеспечения безопасности во всех странах мира были разработаны и приняты стандарты норм безопасного воздействия электромагнитных излучений.
Следует отметить, что обычно стандартные нормы безопасности делятся на две группы:
- нормы безопасности для персонала, работающего с установками, излучающими электромагнитные поля (Radio-frequency Protection Guidelines for Controlled and Uncontrolled Environments),
- нормы безопасности для населения (Limits for General Population/Uncontrolled Environment).
Поэтому ниже будут рассмотрены стандартные нормы, принятые в Европейских странах, Латвии, США, Японии и России, по двум указанным группам.
Нормы безопасности нахождения в зоне электромагнитного излучения для персонала
Рассмотрим нормы безопасности нахождения в зоне электромагнитного излучения для персонала, разработанные различными институтами и комитетами стран мира:
CENELEC (Committee European de Normalization Electro-technique) ES 59005, October 1998.
По величине SAR в диапазоне частот от 30 МГц до 6 ГГц:
- для тканей рук, ног, среднее значение SAR за время τ ≤ 6 мин. не должно превышать значения: SAR ≤ 20 мВт/г (для ткани m = 10 г);
- для других тканей (а не конечностей) среднее значение SAR за τ ≤ 6 мин. не должно превышать SAR ≤ 10 мВт/г (для ткани m = 10 г);
- для всего тела персонала, работающего в зоне излучения при τ ≤ 6 мин. среднее SAR ≤ 0,4 мВт/г.
Такие же значения SAR введены в стандарт Латвии LVS ENV 50166.2 : 1995.
ANSI / IEEE C95.1 – 1992 (ANSI – American National Standards Institute) / (Institute of Electrical and Electronics Engineers):
- в диапазонечастот 300 – 3000 МГц величина PD определяется по приближенной формуле — П ≤ f (МГц) / 300 (МГц), при времени экспозиции τ ≤ 6 мин., т.е. для частоты f = 900 МГц величина П ≤ 3 мВт/см2, это допустимый уровень PD для персонала при контроле аппаратуры и уровня излучения;
- для аналогичного случая только при неконтролируемом излучении величина PD составит: П ≤ f / 1500 = 900 / 1500 = 0,6 мВт/см2 при τ ≤ 6 мин.
FCC (Federal Communication Commission) 1996:
MPE для случая контролируемой радиоаппаратуры в диапазоне частот 300 – 1500 МГц, величина PD определится по приближенной формуле:
П ≤ f / 300 = 900 / 300 = 3 мВт/см2 при τ ≤ 6 мин.
Стандарт Латвии LVS ENV 50166-2 Elektromagnētiskā lauka iedarbība uz cilvēku. Augstas frekvences (10 kHz līdz 300 GHz):
MPE для диапазона 400 – 2000 МГц: П ≤ 20,4 f (МГц) = 20,4 • 900 = 18360 мВт/см2 (чрезвычайно большая величина, т.к. при П ³ 100 мВт/см2 температура ткани человека при τ ≤ 6 мин. возрастает выше 410С).
Допустимая норма PD в диапазоне 400 – 2000 МГц: П ≤ f / 400 (МГц) = 900 / 400 = 2,25 мВт/см2 при времени экспозиции τ ≤ 6 мин.
Итак, допустимые значения электромагнитного облучения всего тела персонала в диапазоне частот, используемых мобильной связью не должны превышать при времени экспозиции τ ≤ 6 мин.:
- по PD: П < (0,6 – 3) мВт/см2;
- по SAR: SAR ≤ 0,4 мВт/г.
Следует отметить, что в России для персонала, работающего в зоне электромагнитного излучения в течении времени τ ≤ 20 мин величина PD по стандарту не должна превышать П ≤ 1 мВт/см2.
Нормы безопасности электромагнитного облучения для населения
Нормы безопасности для населения обычно примерно в 5 (а лучше в 10 раз) должны быть меньше допустимых норм для обслуживающего персонала.
Рассмотрим допустимые нормы безопасности электромагнитного облучения для населения принятые в различных стандартах:
CENELEC ES 59005, 1998:
- для тканей ног, рук и др. среднее значение SAR за время τ ≤ 6 мин не должно превышать значения: SAR ≤ 4 мВт/г (при m = 10 г.);
- для других тканей (мышцы и др.) среднее значение SAR за время τ ≤ 6 мин не должно превышать значения: SAR ≤ 2 мВт/г (при m = 10 г.);
- для всего тела человека при τ ≤ 6 мин среднее значение SAR ≤ 0,08 мВт/г, т.е. в 5 раз меньше ( 0,04 мВт/г) /5, чем для персонала. Аналогичные значения SAR приняты в стандарте Латвии LVS ENC 50166.2:1995
ANSI / IEEE C95.1-1992:
в диапазоне частот 300 – 3000 МГц величина PD при времени экспозиции τ ≤ 30 мин П ≤ f / 1500 (МГц) = 900 / 1500 = 0,6 мВт/см2.
FCC, 1996:
MPE для населения при неконтролируемой радиоаппаратуре:
MPE = П = f / 1500(МГц) = 900 / 1500 = 0,6 мВт/см2 при τ ≤ 30 мин.
Стандарт Латвии LVS ENC 50166.2:1995 : для диапазона частот 400 – 2000 МГц величина PD при при времени экспозиции τ ≤ 6 мин определяется в виде
П = f / 200 (МГц) (Вт/м2),
- т.е. при f = 900 МГц: П ≤ 4,5 Вт/м2 = 0,45 мВт/см2 = 450 мкВт/см2;
- при f = 1800 МГц: П ≤ 9 Вт/м2 = 0,9 мВт/см2 = 900 мкВт/см2;
- при f = 1900 МГц: П ≤ 9,5 Вт/м2 = 0,95 мВт/см2 = 950 мкВт/см2.
Стандарт России:
При непрерывном излучении и постоянном нахождении населения в электромагнитном поле в диапазоне частот 300 МГц – 3000 ГГц : величина PD не должна превышать П ≤ 10 мкВт/см2.
Таким образом, для населения безопасным уровнем электромагнитного излучения в диапазоне частот используемых в системах сотовой мобильной связи (900 -1800 МГц) является:
- по SAR ≤ 0,08 мВт/г ≤ 80 мкВт/г,
- по PD П ≤ 10 мкВт/см2 (Россия);
- по PD П ≤ 400 — 1000 мкВт/см2 (Европа, США).
Следует отметить, что величины PD от 400 до 1000 мкВт/см2 достаточно большие для постоянного нахождения населения в зоне электромагнитного излучения. Они должны быть уменьшены на два порядка от 4 до 10 мкВт/см2 .