Магнитные поля мобильной связи

Учеными Института ме­дицины  труда РАМН проведены гигиенические, физио­логические, экспериментальные исследования и математическое моделирование биоэффектов.

Экспериментальные исследо­вания (по показателям состоя­ния центральной нервной и иммунной систем, цитогенет-ческого исследования эпителия хрусталика глаза крыс) на час­тотах 450 и 900 МГц позволяют рассматривать интенсивность 1900 мкВт/см2 как оказывающую вредное воздействие на орга­низм животных. Но для обосно­вания гигиенических регламен­тов необходимо продолжение исследований.

Сеть сотовой связи состоит из прилегающих друг к другу радиоячеек, которые обеспечивают полный охват зоны об­служивания (город, район, об­ласть). В каждой ячейке имеет­ся базовая приемо-передающая станция, которая осуществляет связь между абонентами, име­ющими портативные или авто­мобильные аппараты. Кроме того, базовые станции могут пе­редавать сообщения от аппара­тов мобильной связи в телефон­ную сеть общего пользования и обратно, а также обеспечи­вать связь с отдельными регио­нами через спутниковые систе­мы связи. Данные, характеризу­ющие основные параметры сотовой радиосвязи, применя­емой на территории России, представлены в табл. 1.

Приемо-передающие антен­ны базовых станций устанавли­ваются на специальных мачтах или на крышах наиболее высо­ких зданий, на высоте от 15 до 100 м. Их максимальная излуча­емая мощность составляет от 20 до 100 Вт, зависит от загру­женности и колеблется в тече­ние суток в широких пределах.

Основные характеристики систем сотовой радиосвязи

Таблица 1

Проведенными исследованиями установлено, что вблизи мест размещения базовых станций уровни электромагнитных нолей (ЭМП) не превышают гигиенических нормативов. Однако каждый проект строительства базовой станции должен согласовываться с органами Госсанэпиднадзора с расчетом зон санитарной защиты и ограничения застройки.

Таким образом, решение вопросов, связанных с безопасностью для населения базовых станций сотовой связи не вызывает каких-либо трудностей.

Совершенно противоположная ситуация складывается с оценкой безопасности мобильных аппаратов радиосвязи (ручных и автомобильных), так как источник излучения приближен к голове пользователя. При этом человек находится в ближней (реактивной) зоне воздействия, когда уровни электрической и магнитной составляющих ЭМИ не подчиняются стандартным соотношениям, характерным для сформированной электромагнитной волны, что крайне осложняет измерение их физических параметров и оценку характера их биологического действия на человека.

Все это вызывает естественное беспокойство за здоровье пользователей.

В сентябре 1997 года в Брюсселе состоялась вторая международная конференция по проблемам влияния сотовой радиотелефонной связи на здоровье людей. Специалисты из Европейских стран и США поделились последней информацией на эту тему и обсудили различные предложения по защите владельцев сотовых телефонов от вполне возможной опасности пользования ими. Директор известной английской фирмы Лесли Уилсон предложил задуматься над несколькими вопросами:

•  Почему    промышленность тратит миллионы долларов на исследования в этой области?

•  Случайно ли, что шесть ведущих производителей сотовых терминалов запатентовали несколько изобретений,  служащих АЛЯ снижения уровня облучения головы?

•  Почему в инструкциях по эксплуатации радиотелефонов не рекомендуется АОЛГО разговаривать по ним?

•  Если радиотелефоны абсолютно безопасны, чем вызваны экстренные ассигнования Европейской комиссии в размере 20 млн долларов на проведение соответствующих исследований?

•  Наконец, почему промышленность встречает на ура только те результаты, которые отрицают    опасность    сотовых телефонов, и негативно относится к обратным выводам?

Исследования в Швеции и Норвегии, проведенные в 1998 году с опросом 20 тысяч пользователей мобильных телефонов, выявили тенденцию к увеличению жалоб на головную боль и чувство усталости. Время и число переговоров влияло на выраженность жалоб.

Миро с соавторами проводил исследования в течение четырех недель и обнаружил у испытуемых, пользовавшихся телефоном два часа в день, сдвиги в гормональной системе, свидетельствующие о включении компенсаторных процессов.

Ю. Григорьев с соавторами получили данные о компенсаторных реакциях головного мозга по результатам электроэнцефалографических исследований после 20 мин использования радиотелефона.

Людвиг и другие исследовали реакцию организма здорового человека, находящегося в течение часа под действием на область головы ЭМП, характеристики которого соответствовали параметрам радиотелефона (900 МГц). По результатам обследования 30 человек был сделан вывод о наличии реакции организма здорового человека на истинное воздействие, проявлявшейся в развитии умеренно выраженной брадикардии с частотой сердечных сокращений 54,5 ± 2,1 (р < 0,05).

При исследовании влияния на клеточную пролиферацию лимфоцитов человека непрерывного и СМ5К модулированного 15-минутного воздействия ЭМП частотой -1800 МГц с УПМ 2,25 Вт/кг не было выявлено общих изменений цикла роста клеток, однако при модулированном воздействии отмечалось увеличение числа мононуклеаров.

Имеются в литературе данные о влиянии на фазы сна при облучении абонента цифровым сотовым телефоном при ППЭ = 50 мкВт/см2. Джеймс Лин из Иллинойского университета считает, что излучение ручного сотового радиотелефона может приводить к отрицательному влиянию на нервную систему: вызывать серьезные нарушения зрения, головную боль, ухудшение памяти и концентрации внимания.

Многие специалисты связывают с микроволновым облучением возможность развития онкологических заболеваний, катаракт, болезней Паркинсона и Альцгеймера.

Приведенные примеры отрицательного воздействия сотовых радиотелефонов на. здоровье человека, безусловно, нуждаются в более серьезных доказательствах. Но, тем не менее, являются достаточным основанием для проведения дальнейших научных исследований и разработки средств профилактики.

Начиная с 1994 года в России действует временный гигиенический норматив, регламен­тирующий допустимые пара­метры излучения ручных сото­вых радиотелефонов по плот­ности потока энергии с учетом нерегулярно повторяющихся сеансов связи на уровне 100 мкВт/см2. (см. табл. 2). Разра­ботан он на основе результа­тов ранее выполненных экс­периментальных исследований с использованием расчетного ме­тода. Так как измерение в ближ­ней зоне плотности потока энер­гии не всегда позволяет получить объективные данные, а имеюща­яся измерительная техника не со­ответствует параметрам излучения сотовых радиотелефонов, воп­рос о пересмотре допустимых уровней излучения и методов контроля становится особенно актуальным в настоящее время.

В  западных странах для оцен­ки влияния ЭМИ на орга­низм человека используется специальный параметр - коэф­фициент абсорбции ткани, или удельная поглощенная мощ­ность (УПМ). Этот параметр в качестве базового заложен в проекты Американского и Ев­ропейского стандартов безо­пасности на сотовые телефоны и представляет собой усред­ненную мощность излучения, поглощенную 1 или 10 г ткани для интервала времени 6 мин. Норма для локальной 5АК для любого участка ткани массой 10 г по Европейскому стандар­ту составляет 2 Вт/кг для насе­ления и 10 Вт/кг для професси­оналов.

В проектах стандартов запад­ных стран для мобильных средств связи наряду с ограни­чениями по 5АК (УПМ) исполь­зуются и производные опорные уровни, представленные средни­ми квадратическими значениями напряженности электрического и магнитного полей и средним значением ППЭ (см. табл. 2)

Измеряется УПМ с использова­нием фантомов, имитирующих тела животных и человека, и импланти­руемых в них зондов для регис­трации в исследуемых участках фантома электрического поля или температуры, изменяющихся под воздействием ЭМП. Создание и использование фантомов для оценки распределения и погло­щения электромагнитной энергии в биологических тканях является сложной и дорогостоящей зада­чей. К тому же точность и воз­можность воспроизвести эти ис­следования весьма сомнительна из-за невозможности учесть на фантоме многих реакций, свой­ственных живому организму.

Наряду с экспериментальной дозиметрией на фантомах раз­работаны и методы математи­ческого, вычислительного моде­лирования взаимодействия ЭМИ с биологическими объектами, которые в общем виде описы­ваются трехмерной системой уравнений Максвелла. Для ее решения в последнее время успешно используется метод конечных разностей во времен­ной области. Реальное осуще­ствление этого метода стало возможным с появлением быс­тродействующих ЭВМ с доста­точной оперативной памятью.

Основными величинами при решении трехмерной системы уравнений Максвелла являются электрическое и магнитное поля во всех точках объекта и при­легающего пространства. Ис­пользуя их, можно найти произ­водные величины: плотности токов, удельную поглощенную мощность, вызываемые в объек­те за время воздействия ЭМИ.

В настоящее время специа­листами Центрального фи­зико-технического института Министерства обороны РФ ре­ализована программа, позволя­ющая конструировать различные геометрические, тела с заданны­ми значениями электрофизичес­ких характеристик тканей - про­водимости и диэлектрической проницаемости.

Эта методика была использо­вана для получения количествен­ных оценок величины и объем­ного распределения УПМ в теле крыс, подвергающихся в экспе­рименте воздействию ЭМП от аппаратов сотовой связи на ча­стотах 450 и 900 МГц. Получен­ные данные о средних значени­ях распределения УПМ по трем ортогональным сечениям для крыс массой 200 и 400 г позво­ляют выявить максимумы погло­щения энергии ЭМП в участках тела крысы в зависимости от массы и длины волны излучения.

Предполагается, что эта мето­дика будет полезна при пере­носе результатов эксперимента с лабораторных животных на че­ловека. Кроме того, с ее помо­щью можно получить данные о распределении УПМ в модели головы человека при пользовании радиотелефонами, работающими в разных частотных диапазонах. Это в дальнейшем даст возможность более обстоятельно разобраться в механизмах воздействия излучений радиотелефонов на организм человека и обосновать ПДУ

Допустимые уровни ЭМИ от аппаратов мобильной связи для населения

Таблица 2

Наряду с исследованиями по определению характера распределения энергии ЭМИ чрезвычайно важным для адекватной оценки ее влияния на человека является обеспечение корректных измерений параметров излучения радиотелефонов в ближней зоне, позволяющее не только получать однозначные и воспроизводимые результаты при сертификационных испытаниях, но и определять нормируемые величины импульсно-модулированного излучения, характерного для радиотелефонов цифровых стандартов, которые в скором времени заменят аналоговые системы сотовой связи

По-видимому, наиболее адекватным методом определения соответствия мобильного средства связи гигиеническим нормативам является одновременное измерение напряженности обеих составляющих ЭМП: электрической и магнитной. К сожалению, до настоящего времени не разработаны приборы, позволяющие производить измерения электрического и магнитного поля в ближней зоне в диапазоне частот 300-3000 МГц, то есть в том интервале частот, в котором функционируют системы сотовой радиосвязи. На решение этой задачи направлены проводимые в настоящее время совместные с Самарским отраслевым НИИ радио, научно-методическим центром САМТЭС и Федеральным центром ГСЭН исследования.

Другим важным направлением работ являются физиологические исследования на добровольцах с оценкой ряда показателей достояния сердечно-сосудистой и нервной систем до и после разговора по аппарату сотовой связи.

Так, в серии исследований на 15 добровольцах (8 человек -истинное воздействие и 7 человек - мнимое) при 30-минутной продолжительности сеанса воздействия от аппарата стандарта О5М 5опу СМО-15 с ППЭ = 60-80 мкВт/см регистрировались:

•  температура кожи в области козелка ушной раковины;

•  частота сердечных сокращений;

•  вариационная  пульсометрия по Боевскому;

•  артериальное давление,

•  критическая частота слияния и различение световых мельканий,

•  время выполнения простых сенсомоторных    реакций    на световой раздражитель.

В результате исследований не выявлено значимых изменений всех оценивавшихся параметров функционального состояния организма испытуемых. В дальнейшем планируется продолжение исследований с использованием различных типов аппаратов, в том числе и с более высокими параметрами излучения.

Согласно методологическим принципам гигиенического нормирования ЭМИ, основным направлением исследований по обоснованию ПДУ являются -экспериментальные исследования, направленные на установление порога вредного действия

Эксперименты на белых крысах-самцах (120 животных) проводились на стендовой базе, имитирующей ЭМИ, создаваемое радиотелефонами на частотах 450 и 900 МГц с ППЭ = 1900 мкВт/см. При этом животные помещались в контейнерах из радиопрозрачного материала так, чтобы обеспечить их стабильное положение головой к излучающей антенне. Облучение проводилось в ближней зоне; воздействию подвергались одновременно 20 животных. Длительность ежедневного сеанса облучения составила 60 мин; общая продолжительной облучения - 40 сеансов, период последействия - две недели. Оценивались:

•  масса тела (после 5,10, 20, 40 сеансов и двухнедельного восстановительного периода);

•  ориентировочно-исследовательская активность (после 5, 10, 20, 40 сеансов и двухнедельного  восстановительного периода);

•  состояние  иммунной  системы (после 20, 40 сеансов и двухнедельного     восстановительного периода);

•  кора   головного   мозга  и эпителий хрусталика глаза (по данным патоморфологических исследований) (после 40 сеансов и двухнедельного восстановительного периода).

В результате исследований выявлена незначительная тенденция к снижению по сравнению с контролем прироста массы тела к 20-му сеансу воздействия.

Исследование ориентировочной активности крыс с помощью модифицированного метода открытой площадки («норкового рефлекса»), оценивавшейся по суммарному показателю «энтропии», также позволило выявить лишь тенденцию к угнетению ориентировочно-исследовательской активности после 20 сеансов воздействия с последующей стимуляцией к 40-му сеансу. Однако статистически достойных отличий в значениях этого показателя по сравнению с контролем выявлено не было.

Иммунологические исследования проводились после 20 и 40 сеансов воздействия и по окончании восстановительного периода. Состояние иммуннойсистемы оценивалось по интегральным показателям, характеризующим неспецифическую резистентность организма, а также наличие аутоиммунных, гуморальных и клеточных реакций. Определялись коэффициенты массы тимуса, лимфоузлов и селезенки, морфологический состав периферической крови, функциональная активность ней-трофилов, уровень циркулирующих иммунных комплексов в сыворотке крови.

Полученные данные свидетельствуют о том, что воздействие ЭМП указанных параметров на крыс приводило к повреждению лейкопоэза - особенно в части гранулоцитов, отвечающих за неспецифический иммунитет. Повреждающее действие имело функциональный характер, сопровождаясь восстановительными реакциями, в том числе и аутоиммунного характера. Через 40 дней эксперимента отмечалось резкое снижение коэффициентов массы периферических лимфоузлов, уменьшение содержания миелоцитов, нейтрофилов, базофилов, появление молодых форм лимфоцитов. Повреждающий процесс сопровождался активной адаптацией, но полного восстановления в течение двухнедельного периода после прекращения воздействия, особенно Э.МП частотой 900 МГц не наблюдалось.

Цитогенетические исследования хрусталика глаза выявили снижение митотического индекса в герменативной зоне эпителия хрусталика в два-три раза у крыс, подвергавшихся истинному воздействию, по сравнению с контролем. Это свидетельствует о том, что воздействие ЭМИ было небезразлично для процессов клеточной дифференцировки и пролиферации в эпителии хрусталика глаза.

Морфологические исследования коры головного мозга выявили структурные изменения, выражающиеся в расширении кровеносных сосудов и появлении патологических нарушений в нервных клетках. Указанные изменения были более выражены при воздействии модулированных ЭМИ. Через две недели морфологическая картина в основном нормализовывалась. Улучшалось и состояние гемато-энцефалического барьера, которое было изменено и проявлялось в отеке Вирховско-Рабеновс-кого пространства, главным компонентом которого является астроцитарная глия.

Анализ и обобщение результатов, выполненных исследований, позволяет их оценить как первый этап работы по решению следующих сложных научных и методических задач.-

•  установление  степени  неблагоприятного влияния на здоровье человека ЭМП, создаваемых    средствами    мобильной радиосвязи;'

•  разработку средств и методов гигиенического контроля средств мобильной сотовой радиосвязи;

•  обоснование    гигиенических регламентов ЭМП, создаваемых радиотелефонами.

Успешное решение этих проблем возможно только при условии организации совместных исследований гигиенистов, физиологов, биологов, радиофизиков, математиков и др.