Глава 2
Электромагнитное поле мобильного телефона
Механизмы биологического действия электромагнитного поля
В настоящее время на организм человека воздействует множество факторов, в том числе радиационное (ионизирующее) излучение, которое подразделяется на два класса:
1) корпускулярное, т. е. вызываемое нейтронами, протонами, бета– и гамма-лучами и ядерными у частицами;
2) электромагнитное, источниками которого являются элементы систем сотовой связи и других видов мобильной связи, разнообразные виды радиотехнических объектов (радиоцентры радио– и телестанции, радиолокационные (принимающие и передающие сигналы, например, в военных частях) и радиорелейные станции, земные станции спутниковой связи, наземный транспорт, использующий в своей работе спутниковую и мобильную телефонную связь, видеодисплейные терминалы (в магазинах, банках, аэропортах и т. д.) и мониторы персональных компьютеров, СВЧ-печи, индукционные печи).
Сотовая (мобильная) радиотелефонная связь в настоящее время является одной из современных и быстро развивающихся телекоммуникационных систем. В настоящее время (данные на начало 2006 г.) на всей планете зарегистрировано более 200 млн, а в России – около 1 млн абонентов сотовой радиотелефонной сети, более 30 млн человек проживает на территориях, охваченных сотовой связью. Все источники электромагнитных волн создают вокруг себя электромагнитное поле (ЭМП). Отечественные и зарубежные ученые экспериментально доказали высокую биологическую активности ЭМП во всех частотных диапазонах, в том числе ЭМП мобильных телефонов. Биологическая активность ЭМП – это воздействие его на живые организмы. Подробное изучение и описание свойств электромагнитных полей связано с шестью моментами.
1. Интенсивность излучения ЭМП вносит значительные изменения в работу живого организма.
2. Электромагнитное излучение от мобильного телефона происходит в широком диапазоне частот. Это тоже опасно, поскольку исследования влияния различных колебаний (вибраций) на организм человека показали, что если достаточно точно попасть в наиболее значимую частоту работы клетки, макромолекул, органов, тканей, то эффект может проявиться либо в виде какой-либо стимуляции работы клетки, органа и прочего, либо в виде угнетения или резкой, неадекватной реакции.
3. Электромагнитное отягощение имеет свойство накапливаться в организме человека с течением времени. Пользователи мобильных телефонов, так же как и других аппаратов, излучающих ЭМВ, имеют, как правило, самую высокую степень электромагнитного отягощения. С накоплением электромагнитного отягощения ухудшается состояние иммунной системы, а последствия этого – самые различные заболевания.
4. Негативный фактор от электрических объектов представляет собой сложный набор различных полей и излучений, в котором, кроме электромагнитного, всегда присутствуют и тонкоматериальные физические поля (поля фона элементарных частиц). Причем слабые по интенсивности, но не по действию на человека поля всегда замаскированы фоном более интенсивных по мощности полей, но часто гораздо менее опасных для человека.
5. Все источники излучения в трехмерном пространстве образуют совокупное объемное излучение, которое распространяется во все стороны. Поэтому вред от мобильного телефона получают и рядом сидящие люди, а в особо неблагоприятном случае и люди в соседнем помещении.
6. Исследования ученых показали, что наиболее чувствительными к воздействию различных излучений являются организмы, в которых интенсивно происходит деление клеток – одна из основ интенсивного роста, размножения и заживления клеток, тканей и всего организма. Поэтому не случайно многие исследователи отмечают особую чувствительность и, следовательно, высокую опасность излучения для детей и развития плода в период беременности. Выяснилось, что при пользовании мобильным телефоном организм ребенка гораздо быстрее и чаще взрослых утомляется, быстрее формируется психическая неустойчивость, стрессы, агрессивность и подавленное настроение, разрушается иммунная система. Электромагнитное поле (ЭМП) – это особая форма физической материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрически заряженными частицами. ЭМП также можно охарактеризовать как поле, создаваемое электромагнитными волнами, испускаемыми ускоренно движущимися электрическими зарядами, возбужденными атомами и молекулами, а также другими излучающими системами. Физические причины возникновения ЭМП связаны с тем, что возникает магнитное поле, которое, в свою очередь, приводит к образованию вихревого электрического поля. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц зависит от этих частиц. При ускоренном движении заряженных частиц ЭМП отрывается от них и существует независимо в форме электромагнитных волн (ЭМВ) или излучений. ЭМВ способны не исчезать при устранении источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне). ЭМВ и ЭМП бывают различных типов и обладают различными свойствами. ЭМВ характеризует длина волны, ее обозначение – Я (лямбда). Для источника, генерирующего ЭМВ, применяется такое понятие, как частота (f). ЭМП обладает рядом свойств, а именно волновыми и корпускулярными. Волновые свойства характеризуются длиной волны и частотой колебания поля. Длина волны измеряется в метрах или единицах, производных от метра (нм, мм, см, дм, км), частота колебаний – в герцах (Гц) или величинах, производных от него, – килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц). 1 Гц равен одному колебанию в секунду. Скорость распространения электромагнитных волн в воздухе примерно равна 300 тыс. км/с. Корпускулярные свойства электромагнитных волн определяются способностью вещества (атомов или молекул) излучать или поглощать энергию в виде отдельных элементов – квантов (фотонов). Чем больше длина волны, тем меньшей энергией обладает квант электромагнитной волны. В зависимости от частоты ЭМВ делятся на несколько типов. Международная классификация ЭМВ по частотам приведена в таблице 1.
ЭМВ также можно подразделить в зависимости от длины на:
1) радиоволны (длиной от нескольких километров до 250 мкм (микрометров));
2) инфракрасное излучение (длина волн от 250 мкм до 760 нм (нанометров));
3) видимое световое излучение (760–400 нм);
4) ультрафиолетовое излучение (400 – 10 нм);
5) рентгеновское излучение (10 – 0,03 нм);
6) гамма-излучение (длина волн менее 0,03 нм).
В мобильных телефонах в настоящее время используется большой диапазон частот: от 450 – 1800 МГц до 2 Гц, т. е. низкочастотные волны, радиоволны, волны с ультравысокой (УВЧ) и сверхвысокой частотой (СВЧ). Общее свойство волны с различной частотой – формирование ЭМП. Кроме того, волны с различной частотой способны оказывать специфические воздействия на организм. Важным параметром ЭМВ и ЭМП, определяющим их биологическое воздействие на организм человека, является интенсивность или плотность потока энергии, выражаемая в мкВт/см. У различных мобильных телефонов интенсивность ЭМП различная. В таблице 2 представлена интенсивность мобильных телефонов в зависимости от вида сотовой связи.
Чем больше интенсивность ЭМП, тем большее влияние оно оказывает на организм человека. Следующая очень важная характеристика ЭМП мобильного телефона, определяющая его биологическое действие (влияние на организм человека), – это удельная мощность излучения (Specific Absorption Rates – SAR). SAR определяется как удельная поглощенная мощность, выраженная на единицу массы тела, является средним значением поглощенной мощности всем телом или его частью за определенной промежуток времени или за 1 импульс, измеряется в ваттах на 1 кг (Вт/кг). Ее рассчитывают теоретически или оценивают экспериментально. SAR бывает различной у различных телефонов, кроме того, на ее величину влияет тип антенны. Выделяют такие три типа антенн, как: встроенная (обозначается буквой – В), диполь (D), спиральная (H). Чем меньше SAR, тем меньшее воздействие оказывает ЭМП мобильного телефона на организм человека. В таблице 3 представлен перечень телефонов с различными значениями SAR.
Что же в общем представляет собой система сотовой радиотелефонной связи? Основа всей системы сотовой связи – это базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (МРТ). Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными радиотелефонами, вследствие чего БС и МРТ являются источниками электромагнитного излучения в УВЧ-диапазоне. Мобильный радиотелефон (МРТ) является малогабаритным приемопередатчиком. Прием и передача информации осуществляются в диапазоне частот 453 – 1785 МГц. Мощность излучения МРТ – величина переменная, зависящая и изменяющаяся от состояния канала связи мобильный радиотелефон – базовая станция. Чем выше уровень сигнала базовой станции в месте приема и передачи, тем меньше мощность излучения МРТ. Максимальная мощность находится в границах 0,125 – 1 Вт, но в реальной жизни мощность излучения МРТ составляет 0,05 – 0,2 Вт. Среди установленных в одном месте антенн БС имеются как передающие (или приемопередающие), так и приемные антенны, которые не являются источниками ЭМП. Передающие (приемопередающие) антенны БС могут быть двух типов:
1) с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости (тип «Omni»);
2) направленные (секторные).
Построение системы сотовой связи таково, что антенны направляются в вертикальную плоскость, в связи с чем основная энергия излучения (более 90 %) сосредоточена в узком луче. Этот луч всегда направлен в другую сторону от сооружений, на которых установлены антенны БС. Следующим важным условием для хорошей работы системы БС является расположение луча выше прилегающих построек. БС являются видом передающих радиотехнических объектов, мощность излучения которых непостоянна. Загрузка определяется следующими факторами: пребыванием владельца телефона в зоне обслуживания конкретной БС, эксплуатацией телефона, временем суток (в ночные часы загрузка БС приближается к нулю – базовые станции как бы молчат), днем недели (в выходные дни также загрузка станций уменьшается). По данным интернет-сайта www.pole.com.ru, исследования ЭМП на территории, прилегающей к БС, были проведены специалистами многих стран (Швеции, Венгрии и России). На этом же сайте приводятся следующие данные: в 100 % случаев электромагнитная обстановка в помещениях зданий, на которых установлены антенны БС, не отличается от фоновой, характерной для данного района в данном диапазоне частот. На прилегающей территории в 91 % случаев фиксируются уровни электромагнитного поля, которые в 50 раз меньше ПДУ – предельно допустимого уровня, установленного санитарным надзором для БС. Максимальные значения, меньшие ПДУ в 10 раз, фиксируются вблизи здания, на котором установлены сразу три базовые станции разных стандартов. Важной особенностью системы сотовой радиосвязи является использование разнообразных частот радиочастотного спектра, так как многократное использование одних и тех же частот и методов доступа дает возможность обеспечения телефонной связью многочисленных абонентов. В работе телефонной связи применяется принцип деления территории зоны обслуживания на соты радиусом обычно 0,5 – 10 км. В таблице 4 приведены технические характеристики стандартов системы сотовой радиосвязи, работающих в настоящее время в России.
Все вышеперечисленные характеристики ЭМП (длина волны, частота, SAR, БС и МРТ) оказывают то или иное воздействие на организм живых организмов, прежде всего человека. Рассмотрим основные механизмы биологического действия ЭМП мобильных телефонов. Мы подробно рассказали о параметрах электромагнитных волн потому, что их биологическое влияние (влияние на живые организмы) зависит от их свойств. Так, эффект взаимодействия ЭМП на организм определяется, с одной стороны, длиной волны и энергией квантов, временем и мощностью облучения, с другой – свойствами самой ткани (ее строением, особенностью кровоснабжения, расположением нервных волокон).
Варианты воздействия ЭМП на организм человека:
1) непрерывное и прерывистое;
2) общее и местное;
3) комбинированное (от нескольких источников);
4) сочетанное (с другими неблагоприятными факторами среды).
Как уже было сказано, биологическое воздействие ЭМП на организм зависит от его следующих параметров:
1) интенсивности ЭМП (величины);
2) частоты излучения;
3) продолжительности облучения;
4) модуляции сигнала;
5) сочетания частот ЭМП;
6) периодичности действия.
Сочетание всех вышеперечисленных параметров может давать очень сильную реакцию облучаемого биологического объекта. Основные действия ЭМП мобильных телефонов на организм:
1) радиационное облучение;
2) тепловое воздействие;
3) нетепловое воздействие (или информационное воздействие).
Все эти воздействия оказывают ЭМП низкого уровня (с радиочастотой выше 300 МГц, что менее 1 мВт/см2). Постоянное воздействие ЭМП приводит к снижению работоспособности, усталости, раздражительности, головным болям, нарушениям сна, повышенной потливости, ослаблению памяти, сердечным болям, одышке, вызывают учащение сердцебиения, повышение артериального давления.
Радиационное воздействие ЭМВ и ЭМП
ЭМВ обладают наибольшей проникающей способностью. Процесс взаимодействия ЭМВ и ЭМП с живыми организмами может быть представлена в виде фаз.
1-я фаза – поглощение энергии ЭМВ и ЭМП клетками живого организма в виде разрыва межмолекулярных соединений и разрушения ДНК (ДНК – это дезоксирибонуклеиновая кислота, основная составляющая хромосом – носителей генетической информации).
2-я фаза – превращение энергии ЭМВ и ЭМП в химическую энергию с образованием ионов и свободных активных радикалов.
3-я фаза – развитие радиохимических реакций в живом облучаемом организме.
Различают два пути взаимодействия ЭМВ и ЭМП с молекулами, клетками, органами и системами живого организма.
1-й путь – прямой: непосредственное воздействие ЭМВ и ЭМП на радиочувствительные ткани, органы и системы (кроветворную, нервную, эндокринную, половую) со стимулированием в них радиохимических реакций.
2-й путь – непрямой: органические молекулы (молекулы живых организмов) изменяются под воздействием образовавшихся в результате облучения воды свободных радикалов.
Свободные радикалы представляют собой соединения с потерянными электронами, имеющими свободную орбиту. Свободное место в радикалах может занять любое вещество, например кислород. В этом случае кислород уже не сможет циркулировать в организме и обеспечивать дыхание. Свободные радикалы обладают сильной повреждающей силой: они способны раздражать клетки, стенки сосудов, ткани. Таким образом, свободные радикалы являются крайне вредными для любого живого организма соединениями. Начальным звеном в развитии биохимических превращений при воздействии ЭМВ и ЭМП является первичная инактивация (лишение активности) ферментов (основных катализаторов и стимуляторов обмена веществ) свободными радикалами. В жирах под влиянием радикалов происходят цепные реакции окисления, сопровождающиеся высвобождением свободных жирных кислот, обладающих токсическими свойствами. Действие ЭМВ и ЭМП приводит к распаду молекул нуклеотидов, белков, входящих в состав ДНК, угнетению синтеза и активации распада других белков. Иначе говоря, ЭМВ и ЭМП нарушают обмен веществ – главный процесс для поддержания жизни в организме. Нарушение обмена веществ сопровождается высвобождением особых веществ – гистамина (сильного аллергена), гемолизина (разрушающего кровяные клетки), различных токсинов. Эти биохимические нарушения происходят внутри и вне клеток и приводят к морфологическим изменениям (от греч. morphe – «форма»): различным деформациям, нарушениям строения и внешнего вида клеток и тканей. Степень всех указанных нарушений зависит от радиочувствительности клеток и тканей: чем выше радиочувствительность, тем сильнее повреждения от ЭМВ и ЭМП. Особенно чувствительны к ЭМВ и ЭМП органы, где происходит активное размножение клеток: кровь, лимфы, кишечник, половые органы. На фоне электромагнитного воздействия в организме меняется внутренняя среда за счет скопления всевозможных токсинов (процесс токсемии). Токсемия проявляется головной болью, головокружениями, повышенной утомляемостью, снижением работоспособности, памяти, внимания, подверженностью простудным заболеваниям, стрессам, неустойчивостью артериального давления, чувствительностью к метеорологическим изменениям, повышенной кровоточивостью, ослаблением половой функции. Токсемия приводит к дальнейшим разрушениям клеток и тканей, нарушению регуляции, особенно нервной и гормональной (эндокринной). Нейроэндокринные изменения играют значительную роль в формировании механизма адаптации живого организма к быстроменяющимся условиям окружающей среды и обеспечивают относительное постоянство внутренней среды ж организма (артериального давления, частоты пульса, дыхания, уровня гемоглобина и т. д.). При воздействии ЭМВ и ЭМП на организм это постоянство нарушается за счет нейроэндокринных «поломок». Влияние ЭМП мобильных телефонов на эндокринную функцию заключается прежде всего во влиянии на шишковидную железу и повышении в крови уровня гормона мелатонина. Шишковидная железа (эпифиз) выполняет регулирующую функцию всего организма. Информация (свет) от чувствительных клеток сетчатки (внутренней стенки глаза, дна глаза) поступает в эпифиз (в специфические клетки) по нервным путям. Эти клетки чутко реагируют на информацию и влияют на выработку мелатонина (т. е. свет угнетает его выработку, тьма, наоборот, повышает). Нарушение этого ритма (например, вследствие воздействия ЭМП или систематического искусственного освещения человека ночью) может повлечь за собой серьезные заболевания, в частности образование опухоли. При воздействии ЭМВ и ЭМП на живой организм возникают изменения, которые можно разделить на четыре группы.
Конец ознакомительного фрагмента.