9-й Международный симпозиум по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии

Подождите немного. Документ загружается.

552

при частоте повторения импульсов 16 за секунду, с

пППМ 700 Вт/см

при частотах 10 и 22 имп./с и с

пППМ 1500 Вт/см

при частоте 22 имп./с.

Отсутствие стимуляции или торможения дыха-

ния при неизменной степени сопряжения окисления

и фосфорилирования свидетельствует об отсутствии

влияния на функциональное состояние митохондрий.

Такого рода процессы реализуются после воздейст-

вия ИПМИ с пППМ 700 Вт/см

при частотах 13 и 16

имп./с и с пППМ 1500 Вт/см

при частотах повторе-

ния 8, 13 и 16 имп./с.

Можно предположить, что одной из причин по-

вышения потребления кислорода митохондриями

печени мышей после воздействия ИМПИ является

увеличение продукции АФК, поскольку известно,

что не весь кислород, потребляемый митохондриями,

расходуется в процессе окислительного фосфорили-

рования [15].

Снижение дыхания митохондрий может быть обу-

словлено открытием во внутренней мембране мито-

хондрий поры неспецифической проницаемости за счет

высоких концентраций АФК, что приводит к сниже-

нию продукции АТФ [16]. Кроме того, высокими кон-

центрациями АФК ингибируется активность сукцинат-

дегидрогеназы и АТФазы [17]. Скорость выработки

АФК митохондриями в ответ на облучение может пре-

вышать скорость их утилизации [18] и продукты окис-

лительной модификации могут подавлять компоненты

антиоксидантной системы и привести к изменению

работы дыхательной цепи [19]. В пользу этого предпо-

ложения может свидетельствовать ранее обнаруженное

увеличение уровня продуктов окислительной модифи-

кации липидов и белков [2,6] и изменение содержания

гидропероксида водорода в митохондриях печени по-

сле воздействия ИПМИ [13].

Сложная зависимость эффекта воздействия

ИПМИ от интенсивности и частоты повторения им-

пульсов может быть результатом разнонаправленно-

го действия АФК на функционирование дыхательной

цепи. С одной стороны, АФК образуются в процессе

переноса электронов в дыхательной цепи и синтезе

АТФ, с другой стороны, их высокий уровень нару-

шает через различные механизмы перенос электро-

нов и окислительное фосфорилирование.

Анализируя полученные результаты, можно

сделать заключение о том, что наносекундное им-

пульсно-периодическое микроволновое излучение

оказывает влияние на функциональное состояние

митохондрий, что позволяет рассматривать мито-

хондрии как первичную мишень воздействия микро-

волновых импульсов, влияние на которые может

быть причиной изменения окислительно-

восстановительного статуса клеток, тканей и орга-

нов. Помимо этого, возможно изменение продукции

АТФ с соответствующим изменением метаболизма

клеток. Поскольку реакции митохондрий на воздей-

ствие ИПМИ зависят от пППМ и частоты повторе-

ния импульсов, реакции систем более высоких уров-

ней организации, зависящие от функционального

состояния митохондрий, должны зависеть от пара-

метров облучения.

Работа выполнена в рамках Аналитической ве-

домственной целевой программы «Развитие научно-

го потенциала высшей школы (2011)»; проект №

2.1.1/13778

Литература

1. Большаков М.А., Коровин М.С., Гриднева

В.И. и др. // Экспериментальная и клиническая гаст-

роэнтерология. 2005. № 3. С.70–74.

2. Bolshakov M.A., Knyazeva I.R., Rostov V.V.

et al. // Biophysics, 2005. Vol. 50. Suppl. 1. PP. 104–

109.

3. Булдаков М.А., Литвяков Н.В., Чердынцева

Н.В. и др. // Вестник Томского государственного

университета. 2006. № 21. С. 23–24.

4. Жаркова Л.П., Афанасьев К.В., Большаков

М.А. и др. // Вестник Томского государственного

университета. 2008. № 312. С. 180–183.

5. Князева И.Р., Медведев М.А. Жаркова Л.П.,

и др. // Бюллетень сибирской медицины. 2009. № 1.

С. 24–29.

6. Князева И.Р., Большаков М.А., Жаркова

Л.П. и др. // Труды 8 –го Международного

симпозиума по электромагнитной совместимости и

электромагнитной экологии. Санкт-Петербург. 2009.

С. 395–398

7. Изюмов Д.С., Домнина Л.В., Непряхина О.К.

и др. // Биохимия. 2010. Т. 75. С. 149–157.

8. Jonson D., Lardy H. // Methods in Enzymology.

New York: Acad. Press. 1969. РP. 94–96

9. Bradford, M. M. // Analytical Biochemistry.

1976. Vol. 7, № 1. PP. 248-254

10. Chance B., Williams G.R. // Journal of Biologi-

cal Chemistry. 1955. Vol. 217. PP. 383–393.

11. Klimov A.I., Kovalchuk O.V., Rostov V.V.,

Sinyakov A.N. // IEEE Transactions on Plasma Science.

2008. V. 36. № 6 Р. 1–4.

12. Лемешко В.В., Миронова Н.Г. // Проблемы

криобиологии. 1993. № 3. С. 14–20.

13. Szewczyk A., Wojtczak L. // Pharmacology re-

view. 2002. V. 54. PP. 101–127

14. Short K. R., Drew B., Leeuwenburgh C. //

American Journal of Physiology. Regulatory Integrative

Comp Physiology. 287. 2004. РP. 243–246

15. Liu S.S. // Bioscience reports. 1997. Vol. 17.

PP. 259–272.

16. Nicholls D.G., Budd S.L. // Physiol Rev. 2000.

Vol. 80(1). РP. 15–60.

17. Zhang Y., Marcillat O., Giulivi C. et al. // Jour-

nal of Biological Chemistry. 1990. Vol. 265. РP. 16330–

16336

18. Андреев А.Ю., Кушнарева Ю.Е., Старков

А.А. // Биохимия. 2005. Т. 70. Вып. 2. С. 246–264.

19. Bota D.A., Davies K.J. // Nature Cell Biology.

2002. Vol. 4(9). PP. 674–80.

553

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ НА СУДАХ. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ

РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЕ, МЕТОДИЧЕСКОЕ И АППАРАТУРНОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКИПАЖА

В.

Н.

ИКИТИНА

ОССИЯ

Г.

Н.

ЯШКО

ОССИЯ

Н.

И.К

АЛИНИНА

ОССИЯ

Э.

Ю.

ЕЧЕПОРЕНКО

ОССИЯ

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, e-mail:emfnvn@smtu.ru

Аннотация. В докладе представлена классификация источников электромагнитных полей на судах. Дан анализ

отечественных и зарубежных гигиенических нормативов ЭМП. Изложены предложения по совершенствованию

документов санитарного законодательства в области защиты экипажа от электромагнитных полей, инструмен-

тальному контролю уровней ЭМП.

Abstract. The report presents the classification of electromagnet field sources onboard the ships. The home and foreign

EMF hygienic standards are analyzed. The ways for improvement of the sanitary legislation documents in the field of

personnel protection against the electromagnetic fields and for instrumental control of EMF levels are suggested.

Введение

Эксперты ВОЗ, определяя перечень профессий,

опасных и вредных для здоровья человека, на первое

место поставили профессию моряка. В течение рей-

са на организм моряков воздействует совокупность

неблагоприятных природных, бытовых, производст-

венных факторов. Специфические условия работы

моряков являются факторами риска профессиональ-

ных и профессионально обусловленных заболеваний.

Электромагнитные поля (ЭМП) являются одними из

вредных и распространенных факторов судовой сре-

ды. Аттестация рабочих мест по условиям труда,

определение профессионального риска здоровью

работников, проводятся по гигиеническим критери-

ям оценки факторов рабочей среды, тяжести и на-

пряженности трудового процесса [1,2,3]. Мероприя-

тия по оптимизации условий труда также разраба-

тываются на основе документов санитарного зако-

нодательства. В настоящем докладе рассматривают-

ся некоторые гигиенические аспекты обеспечения

электромагнитной безопасности на судах.

Электромагнитная обстановка на судах

Электромагнитная обстановка на судах (в по-

мещениях и на открытых палубах) формируется из-

мененным естественным электромагнитным фоном и

ЭМП, создаваемыми техническими средствами. Ес-

тественные электромагнитные поля являются важ-

нейшим экологическим фактором. Биосфера зарож-

далась, развивалась и существует, находясь под воз-

действием электромагнитных полей широкого диа-

пазона частот. Металлический корпус судна и обо-

рудование экранируют и искажают естественный

электромагнитный фон в помещениях. При этом в

рабочих зонах уровень индукции постоянных маг-

нитных полей (ПМП) может быть как выше магнит-

ного поля Земли (ПМП создаются намагниченным

оборудованием), так и ниже его значений (гипогео-

магнитная среда). На экипаж могут воздействовать

статические электрические поля, возникающие в ре-

зультате применения в судостроении электризующих-

ся материалов для внутренней отделки судовых по-

мещений, деталей оборудования, швартовных тросов,

а также в результате повышения технологических

скоростей транспортировки сыпучих грузов, газов и

жидкостей. На величину электростатических зарядов

влияет низкая относительная влажность воздуха в

помещениях при работе в зимний период судовых

систем кондиционирования без должного увлажнения

воздуха. Электроэнергетические системы судов явля-

ются источниками низкочастотных магнитных полей

(МП). Средства морской связи и радиолокации созда-

ют электромагнитные поля радиочастотного диапазо-

на. Электромагнитные поля широкого спектра частот

создаются электронно-вычислительными машинами.

Для судовых условий характерны малые расстояния

между техническими средствами и их пространствен-

ная концентрация. Электромагнитные поля обладают

высокой биологической активностью. На сегодня дока-

зано, что ведущее место в клинической картине хрони-

ческого воздействия ЭМП занимают функциональные

нарушения со стороны центральной нервной и сердеч-

но-сосудистой системы. Нервная система занимает

первое место по чувствительности к воздействию элек-

тромагнитных полей. Так уже в начальной стадии за-

болевания появляются характерные жалобы на быст-

рую утомляемость, снижение работоспособности, раз-

дражительность, головную боль, ослабление памяти и

внимания. Указанные выше нарушения в состоянии

здоровья, возникающие в результате хронического воз-

действия ЭМП, в сочетании с другими неблагоприят-

ными факторами судовой среды напрямую могут вли-

ять на безопасность мореплавания.

Гигиенические регламенты электромагнит-

ных полей на судах

На сегодня базовым документом области ЭМП

на судах являются санитарные правила и нормы:

554

СанПиН 2.5.2./2.2.4.1989-06 «Электромагнитные по-

ля на плавательных средствах и морских сооруже-

ниях». Документ устанавливает

на рабочих местах

уровни следующих физических факторов:

• временный допустимый уровень ослабле-

ния геомагнитного поля,

• предельно допустимые уровни (ПДУ) ста-

тических электрических полей,

• постоянного магнитного поля,

• электрических и магнитных полей часто-

той 50 Гц,

• ЭМП радиочастотного диапазона (10 кГц-

300ГГц),

• допустимые уровни ЭМП средств отобра-

жения информации.

В жилых и общественных помещениях, а также зо-

нах отдыха регламентируются статические элек-

трические поля, электрические и магнитные поля

50Гц, ЭМП радиочастот (диапазон 30 кГц-300 ГГц).

В приложении даны рекомендации к проведению

контроля уровней ЭМП на рабочих местах.

СанПиН 2.5.2./2.2.4.1989-06 по многим положе-

ниям устарел, поскольку в последующие годы вышел

ряд новых документов санитарного законодательства

в области защиты работников и населения от элек-

тромагнитных полей. Так, установлены ПДУ ослаб-

ления геомагнитного поля в жилых и общественных

помещениях, новые предельно допустимые уровни

ослабления геомагнитного поля на рабочих местах

[4]. ПДУ на рабочих местах дифференцированы в

зависимости от продолжительности пребывания в

гипогеомагнитный условиях. Предельно допустимое

значения коэффициента ослабления геомагнитного

поля (К

ГМП

) при работе в гипогеомагнитных усло-

виях до 2 часов за смену устанавливается равным 4

(ПДУ К

ГМП

= 4); при работе в гипогеомагнитных

условиях более 2 часов за смену коэффициент не

должен превышать 2 (ПДУ К

ГМП

= 2). Согласно

гигиенического норматива ГН 2.1.8/2.2.4.000-07

«Предельно допустимый уровень магнитных полей

частотой 50 Гц в жилых помещениях» не должны

превышать 5 мкТл [5,6]. Ранее ПДУ МП промыш-

ленной частоты составлял 10 мкТл. СанПиН

2.2.2/2.4.2620 -10 устанавливает требования к прове-

дению инструментального контроля и гигиенической

оценке уровней электромагнитных полей на рабочих

местах с ПЭВМ [7]. Положения новых документов

следует учитывать в документах по защите от ЭМП

на судах, в том числе при аттестации рабочих мест

по условиям труда.

На наш взгляд, требуется разработка гигиенических

регламентов низкочастотных магнитных полей, созда-

ваемых электрооборудованием в энергоемких помеще-

ниях судов. Источниками низкочастотных магнитных

полей на судах являются генераторы электроэнергии,

устройства, преобразующие и распределяющие электро-

энергию, кабельные трассы, главный распределитель-

ный щит и другое оборудование. Исследования пока-

зали, что интенсивность магнитных полей в рабочих

зонах зависит от мощности, конструктивного исполне-

ния, взаимного расположения электрооборудования,

установленного на судах, и носит неравномерный харак-

тер. На расстоянии до 1 м от оборудования уровни на-

пряженности переменного МП частотой 50 Гц у корпу-

сов синхронных генераторов и асинхронных двигателей,

на наружных поверхностях панелей секций главного

распределительного (ГРЩ) изменяются в широких пре-

делах, отличаясь в десятки и более раз. Исследования

МП выполнялись при работе электрических машин в

установившихся режимах [8]. В помещениях электро-

технического оборудования и механизмов регистриру-

ются переменные МП частотой выше 50 Гц [9]. Нами

были выполнены исследования индукции низкочастот-

ных МП на одном из ледоколов при прокладывании

трассы во льдах Финского залива [7]. Измерения МП

проводились во время стоянки и движения судна. Изме-

рения индукции МП выполнены в центральном посту

управления (ЦПУ), машинном отделении, в местах по-

стоянной вахты и временного пребывания экипажа. Для

измерения низкочастотных магнитных полей была ис-

пользована магнитометрическая станция MVC-1, сочле-

ненная с Notebook. Станция позволяет проводить изме-

рения амплитудных спектров и спектральных плотно-

стей сигналов переменных магнитных полей в диапазоне

частот от 0 до 100 Гц. Прибор разработан для монито-

ринга магнитных полей на движущихся объектах, в том

числе на электрифицированных транспортных средст-

вах. Исследования показали, что магнитное поле в про-

странстве неоднородно и имеет сложную конфигура-

цию. Во время стоянки уровни индукции МП 50 Гц на

рабочих местах составляли от 1,4 до 10, 5 мкТл. Во вре-

мя маневрирования судна уровни индукции МП в цен-

тральных постах управления варьировали в пределах от

75,4 до 102,5 мкТл, в машинном отделении – от 135 до

200 мкТл. При этом уровень спектральной плотности

сигнала на частоте 50 Гц был существенно ниже, чем в

диапазоне частот 0 – 25 Гц. При движении судна работа

электрических машин в переходных режимах сопрово-

ждается большими всплесками токов и соответственно

увеличением индукции магнитного поля. Магнитные

поля судового электрооборудования отличаются от

синусоидальных МП частотой 50 Гц. Они носят слож-

ный характер, имеют различные вариации амплитуд-

ных значений и частот, изменчивы во времени из-за

изменяющихся условий в процессе движения судна.

Поэтому требуется разработка предельно допустимых

уровней низкочастотных магнитных полей, создавае-

мых электрооборудованием в энергетических отделе-

ниях судов. Электрические поля 50 Гц поля при экс-

плуатации электрооборудования не превышали пре-

дельно-допустимых уровней. ЭП экранируются метал-

лическими экранами оборудования и металлическими

кожухами кабелей. На судах используется техника низ-

кого напряжения.

555

Отечественное и зарубежное нормирование

ЭМП

Известно, что имеются существенные различия в

значениях гигиенических регламентов ЭМП, установ-

ленных в Российской Федерации и рекомендуемых

Международной комиссией по защите от неионизи-

рующих излучений – ICNIRP. (Для примера в табл. 1

представлены регламенты, рекомендуемые ICNIRP и

ПДУ, установленные в РФ для электромагнитных по-

лей частотой 50 Гц).

Вопросы гармонизации отечественных и зарубежных

нормативов ранее были рассмотрены в работах ряда ав-

торов [11,12,13]. Основной причиной различий между

уровнями гигиенических регламентов ЭМП, принятых в

РФ и рекомендуемых (ICNIRP), являются различия в

методологических подходах к нормированию фактора. В

сентябре 2009 г. вышло Постановление правительства

РФ № 761 об обеспечении гармонизации Российских

санитарно- эпидемиологических требований с Между-

народными стандартами. При разработке согласованных

регламентов ЭМП главным должна быть научная обос-

нованность предлагаемых нормативов.

Таблица 1

Гигиенические регламенты ЭМП 50 Гц на рабочих ме-

стах и в жилых помещениях

ПДУ ЭМП РФ

Рекомен-

дации

ICNIRP

(контроли-

руемые

уровни)

Условия

воздейст-

вия ЭМП

ЭП МП ЭП МП

В произ-

водствен-

ных усло-

виях

В зависи-

мости от

продолжи-

тельности

воздейст-

вия ЭП

5-25 кВ/м

В зависи-

мости от

продолжи-

тельности

общего

воздейст-

вия МП

0,1-2,0 мTл

кВ/м

0,5

мTл

В жилых

помеще-

ниях

0,5 кВ/м 0,005 мТл

кВ/м

0,1

мТл

Инструментальный контроль уровней ЭМП на

судах

Методики измерения ЭМП

Выше говорилось о сложном характере низкочас-

тотных магнитных полей в энергетических отделениях

судов. На сегодня в стране нет приборов, внесенных в

государственный реестр средств измерения, позво-

ляющих регистрировать МП в динамическом режиме

на движущемся судне. Отсутствуют также приборы,

позволяющие измерять СВЧ излучения, создаваемые

современными навигационными РЛС. Отечественные

приборы – измерители ЭМИ регистрируют СВЧ излу-

чение только при остановленной антенне. При эксплуа-

тации РЛС цифрового сканирования, при остановке

мотора вращения антенны, автоматически прекращает-

ся работа передатчика, т.е. не происходит излучения

электромагнитной энергии. Поэтому возникла пробле-

ма измерения уровней ЭМИ от антенн РЛС на судах.

При гигиенической оценке фактора приходится ориен-

тироваться только на расчетные значения уровней

ЭМИ СВЧ, которые могут существенно отличаться от

реальных уровней электромагнитных полей, поскольку

на палубах множество источников вторичного излуче-

ния. Методические указания по измерению и оценке

ЭМП радиочастот на судах устарели (были разработа-

ны в 80 годы). При гигиенической оценке электромаг-

нитных полей, создаваемых современными средствами

морской радиоэлектроники, требуются новые подходы.

Выводы

1. Действующие отечественные документы

санитарного законодательства в области защиты

экипажа от воздействия электромагнитных полей

устарели и нуждаются в совершенствовании.

2. Исследования электромагнитной обста-

новки на судах свидетельствуют о необходимости

разработки отдельных ПДУ низкочастотных магнит-

ных полей, создаваемых электрооборудованием в

энергетических отделениях судов.

3. Требуется создание измерительной техни-

ки, позволяющей регистрировать в динамическом

режиме уровни низкочастотных магнитных полей и

интенсивность ЭМИ СВЧ диапазона на проходе луча

(при вращении антенны).

4. Необходима разработка методических до-

кументов по инструментальному контролю уровней

ЭМП на судах.

5. Решение вопросов защиты людей от ЭМП

имеет особое значение в специфических условиях оби-

таемости на судах, для которых характерно воздейст-

вие на экипаж большого комплекса неблагоприятных

факторов, многие из которых неустранимы.

Литература

1. Руководство Р 2.2.1766-03 «Руководство по

оценке профессионального риска для здоровья ра-

ботников. Организационно- методические основы,

принципы и критерии оценки»

2. Руководство Р 2.2.2006-05 «Руководство по

гигиенической оценке факторов рабочей среды и

трудового процесса. Критерии и классификация ус-

ловий труда»

3. СанПиН 2.2.2776-10 «Гигиенические требо-

вания к оценке условий труда при расследовании

случаев профессиональных заболеваний"

4. СанПиН 2.1.8/2.2.4.000-08 «Гипогеомагнит-

ные поля в производственных, жилых и обществен-

ных здания и сооружениях»Гигиенический норматив

ГН 2.1.8/2.2.4.000-07 "Нормы (предельно допусти-

мые уровни) магнитных полей частотой 50 Гц в по-

556

мещениях жилых, общественных зданий, на сели-

тебных территориях.

5. СанПиН 2.1.2.2801-10 «Изменения и допол-

нения № 1 к СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-

эпидемиологические требования к условиям прожи-

вания в жилых зданиях и помещениях».

6. СанПиН 2.2.2/2.4.2620 -10 «Изменения № 2

к санитарно-эпидемиологическим правилам и норма-

тивам «»Гигиенические требования к персональным

электронно-вычислительным машинам и организа-

ции работы. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03».

7. Мищенко В.Ф., Синдаловский Б.Е. Исследо-

вание электромагнитной обстановки помещений су-

дов морского флота. Российский Морской Регистр

Судоходства. Научно-технический сборник №21 ,

1998.- с. 170-174.

8. Никитина В.Н., Вилесов Д.В., Свядощ Е.А.,

Степанов-Хазов С.Б. Об обеспечении электромаг-

нитной гигиены на судах. Научно-технический сбор-

ник Российского государственного морского регист-

ра судоходства. Выпуск 19. СПб.1996.- С.227-239.

9. Никитина В.Н., Тимохова Г.Г. Электромаг-

нитная безопасность на судах ледокольного флота

/Матер. Научно-технической конф. «Кораблестрои-

тельное образование и наука» 13-15 мая 2003. СПб,

ГМТУ, 2003. С.231-239

10. Григорьев Ю.Г., Григорьев О.А., Меркулов

А.В. Пути международной гармонизации стандартов

по биологическому действию электромагнитных по-

лей радиочастот / Материалы 6 Международного

симпозиума по электромагнитной совместимости и

электромагнитной экологии. - СПб, 21-24 июня

2005. - С.282-283.

11. Никитина В.Н. К вопросу о гармонизации

Российских гигиенических нормативов электромаг-

нитных полей и регламентов международной комис-

сии по защите от неионизирующих излучений

(ICNIRP)/ Труды 7 Международного симпозиума по

электромагнитной совместимости и электромагнит-

ной экологии. - СПб, 26-29 июня 2007. - С. 341-343

12. Рубцова Н.Б., Пальцев Ю.П., Походзей Л.В.

Состояние и перспективы совершенствования гигие-

нического нормирования электромагнитных полей

/Тезиcы докладов VI съезда по радиационным иссле-

дованиям М., 25-28 октября 2010-С.285.

557

ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ

ИЗЛУЧЕНИЙ СИСТЕМ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ НА ЭЛЕКТРОГЕНЕЗ

МОЗГА ЧЕЛОВЕКА

С. В. Побаченко, Россия

Томский государственный университет e-mail: sevlpo@tsu.ru

Аннотация. Представляются результаты экспериментальных исследований по оценке влияния из-

лучений мобильного телефона на функциональную активность мозга человека. Установлено, что минут-

ное воздействие излучения мобильных телефонов (стандарт GSM-900) в режимах дозвона, либо ведения

разговора вызывает достоверное увеличение амплитудных показателей ЭЭГ человека в различных диапа-

зонах частот. Показано, что при использовании мобильных телефонов, работающих в стандарте CDMA-

450 не проявляется эффект активации показателей ЭЭГ. Кроме того, при использовании устройств

Bluetooth и гарнитур с наушниками, также не выявлено изменений показателей спонтанной электриче-

ской активности мозга человека. В связи с этим формулируется предположение, о том, что наибольшую

биоэффективность при воздействии излучений на электрогенез мозга человека проявляют низкочастот-

ные модуляции несущих высокочастотных сигналов, что характерно для стандарта GSM.

Abstract. The results of experimental studies assessing the effect of mobile phone radiation on the

functional activity of the man brain are presents. Found that momentary exposure to radiation of mobile

phones (GSM-900) using dial-up or of conversation is a significant increase of amplitude indexes human

EEG in different frequency bands. It is shown that the use of mobile phones operating in the CDMA-450

does not show the effect of activation parameters of the EEG. In addition, when using the field device and

the Bluetooth headset with headphones, also found no changes in the parameters of the spontaneous electri-

cal activity of the human brain. In this regard, we formulate the assumption that most bioefficiency under the

influence of radiation on the electrogenesis of the human brain showing low-frequency modulation of carrier

frequency signals, which is typical of standard GSM

Введение

Общепризнано, что электромагнитные излучения

современных систем сотовой радиосвязи являются су-

щественным компонентом физической среды и вносят

свой вклад в структуру электромагнитных полей среды

обитания, что может иметь выраженные экологические

последствия. На сегодняшний день существует доста-

точно широкий спектр данных, однозначно указываю-

щий на влияние излучений сотовой связи на живые сис-

темы и организм человека, в частности [1–3]. При этом,

что касается энергетического воздействия, т.е. разогрева

тканей, то результаты однозначно иллюстрирует нега-

тивность влияния. Стоит отметить, что воздействия по-

добного рода на сегодняшний день, при существенном

развитии сотового покрытия территорий, являются дос-

таточно редким явлением. Оценки результатов слабых

(информационных)воздействия носят весьма противоре-

чивый характер. Анализ данных и собственные предва-

рительные исследования позволили сформулировать

предположение, что в основе специфики воздействия

электромагнитных излучений сотовых телефонов на

человека лежит принцип организации каналов связи в

рамках используемых стандартов. На сегодняшний день

доминирующими стандартами сотовой связи являются

GSM (TDMA) и IMT-MC-450 (CDMA).

Система сотовой связи стандарта GSM-900 рабо-

тает в частотном диапазоне 890…960 МГц. Для пере-

дачи сигналов в направлении от мобильного телефона к

базовой станции используется диапазон частот

890…915 МГц, а в направлении от базовой станции к

мобильному телефону диапазон 935…960 МГц. В ка-

нале, в котором возможна передача данных одновре-

менно в двух направлениях, применяются частоты,

различающиеся точно на 45МГц. Каждый диапазон

разбит на 124 частотных канала с шириной по 200 кГц

В распоряжение каждой базовой станции может быть

предоставлено от одной до 16 частот, причем число

частот и мощность передачи определяются в зависимо-

сти от местных условий и нагрузки. В каждом из час-

тотных диапазонов организуются восемь каналов с

временным разделением. Система с разделением частот

позволяет получить 8 каналов по 25 кГц, которые, в

свою очередь, разделяются по принципу системы с

разделением времени (TDMA) еще на 8 каналов. В

GSM используется GMSK-модуляция и несущая часто-

та изменяется 217 раз в секунду для того, чтобы ком-

пенсировать возможное ухудшение качества. Таким

образом, работа передатчика происходит в виде от-

дельных импульсов, которые происходят в строго от-

веденном канальном интервале: продолжительность

канального интервала составляет 577 мкс, а всего цикла

– 4616 мкс. Стандарт IMT-MC-450 (CDMA-450) рабо-

тает в диапазоне частот 450…470 МГц и использует

подход множественного доступа с кодовым разделени-

ем (CDMA). Принципы кодового разделения каналов

связи основаны на использовании широкополосных

сигналов, полоса которых значительно превышает по-

лосу частот, необходимую для обычной передачи со-

558

общений. Передаваемые сигналы являются шумопо-

добными - потому что в эфире на одной частоте, в одно

и то же время работают несколько абонентов, сигналы

накладываются друг на друга. Система CDMA по-

строена по методу прямого расширения спектра частот

на основе использования 64 последовательностей,

сформированных по закону функций Уолша. Таким

образом, в зависимости от применяемого стандарта

сотовой связи, используются разные по виду сигналы:

модулированный по времени импульсный сигнал в слу-

чае стандарта GSM-900 и широкополосный шумоподоб-

ный сигнал в случае стандарта CDMA - 450. Технология

Вluetooth в сотовой телефонии для передачи речевых

сообщений рассчитана преимущественно на установле-

ние симметричного соединения "точка - точка". Осново-

полагающим принципом построения коммуникации

является использование метода расширения спектра при

скачкообразном изменении частоты, т.е. в данном случае

можно отметить наличие временных изменений, однако

их частота достаточно высока 1,6 кГц.

Таким образом, основной задачей исследований

было выявление особенностей изменения показателей

электрической активности мозга человека при воздейст-

вии излучений мобильных телефонов с различной

структурой сигналов. Кроме того, в рамках настоящей

работы проводилась оценка ЭЭГ перестроек при удале-

нии телефонного аппарата от головы пользователя.

Методические аспекты исследований

Оценивалось воздействие излучений сотового

телефона, работающего в режиме приема входящего

вызова на показатели электрической активности го-

ловного мозга человека. Телефон во время проведе-

ния экспериментальных серий, с помощью специ-

ального механического приспособления, был закреп-

лен у изголовья испытуемого на фиксированном рас-

стоянии. Звуки, вибрация, иллюминация и прочие

способы извещения о входящем вызове были отклю-

чены. Таким образом, в момент поступления входя-

щего вызова на телефон, испытуемый не знал об

этом, и субъективно никак это воздействие не ощу-

щал. Воздействие производилось согласно времен-

ным структурам, изображенным на рис. 1.

Рис. 1. Временная структура экспериментальных

исследований.

Всего было проведено по 10 экспериментальных

серий для различных режимов воздействия вызовов в

стандартах GSM-900 и CDMA-450, в том числе и при

использовании "hands-free devices" (Bluetooth и гарни-

туры с наушниками). Анализировались значения

спектральной мощности различных частотных диапа-

зонов ЭЭГ мозга человека на всех интервалах экспе-

риментальных процедур.

Результаты исследований

Анализ полученных данных по динамике изме-

нения спектральной мощности в параметрах ЭЭГ

при входящем вызове сотового телефона стандартов

GSM-900 и CDMA-450 позволяет отметить следую-

щие закономерности (рис 2): в отсутствие входящего

вызова уровень спектральной мощности для обоих

стандартов имеет примерно одинаковый уровень; в

момент вызова также не наблюдается заметных от-

личий, однако после вызова происходит значитель-

ное увеличение уровня спектральной мощности при

стандарте GSM (рис. 2 а), примерно через минуту эти

изменения возвращаются к исходному уровню. Для

стандарта CDMA эффекта индуцированного увели-

чения спектральной мощности значений ЭЭГ в диа-

пазонах 1...4 и 6...8 не наблюдалось (рис. 2б). Подоб-

ные закономерности характерны для всех временных

интервалов во всех экспериментальных сериях.

Рис. 2. Распределение амплитудных значений спек-

тральной мощности в параметрах ЭЭГ испытуемых

при входящем вызове сотового аппарата стандарта

(а) GSM-900 и (б) CDMA-450 в течении четырех ми-

559

нут по 19 отведениям в диапазоне 1...4 Гц.

Сравнение полученных данных позволяет гово-

рить о том, что в случае действия излучения сотового

телефона стандарта GSM-900, которое носит импульс-

ный характер, увеличение уровня спектральной мощ-

ности в параметрах ЭЭГ происходит более чем в два

раза, по сравнению с воздействием, которое оказывает

сотовый телефон стандарта CDMA-450. Более полно

данные результаты представлены в работах [4-6].

При использовании наушников и Bluetooth уст-

ройства при минутном воздействии излучений от

сотового телефона обоих стандартов индуцирован-

ных изменений не наблюдалось.

Ниже представлены результаты сравнения воз-

действия излучения сотового аппарата с использова-

нием устройств обеспечивающих удаление телефона

от головы человека и телефона, находящегося непо-

средственно у левого уха испытуемого. Представле-

ны результаты для телефонов стандарта GSM-900.

Для того чтобы оценить степень влияния данно-

го излучении на конкретный участок (область) голо-

вы человека, все результаты были анализированы по

трем зонам – лобные, затылочно – височные и те-

менные отведения. На рис. 3 представлено распре-

деление амплитудных значений ЭЭГ активности для

лобных отведений. Здесь временными интервалами

на 4, 8 и 12 минутах обозначено минутное воздейст-

вие излучений телефона в режиме дозвона. Описан-

ный выше эффект проявляется только в 1 случае на

5, 9 и 13 минутах эксперимента, для 2 и 3 случаев

излучение сотового аппарата на динамику распреде-

ления параметров ЭЭГ практически не влияет.

1- вызов (телефон находился у головы),

2- телефон находился на поясе испытуемого

(Bluetooth устройство),

3- использование удлиняющей гарнитуры

Рис. 3. Изменение спектральных характеристик по-

казателей ЭЭГ активности для височных отведений в

диапазоне 6...8 Гц,

Аналогичная закономерность наблюдается для

затылочно-височных (рисунок 4) и теменных отве-

дений (рис. 5).

1- вызов (телефон находился у головы),

2- телефон находился на поясе испытуемого

(Bluetooth устройство),

3- использование удлиняющей гарнитуры

Рис. 4. Изменение спектральных характеристик по-

казателей ЭЭГ активности для затылочно – височных

отведений в диапазоне 6...8 Гц.

1- вызов (телефон находился у головы),

2- телефон находился на поясе испытуемого

(Bluetooth устройство),

3- использование удлиняющей гарнитуры

Рис. 5. Изменение спектральных характеристик по-

казателей ЭЭГ активности для теменных отведений в

диапазоне 6...8 Гц.

Работа выполнена при поддержке ФЦП «Науч-

ные и научно-педагогические кадры инновационной

России на 2009–2013 гг.», ФЦП «Исследования и раз-

работки по приоритетным направлениям развития

научно-технологического комплекса России на 2007–

560

2012 гг.», АВЦП Минобрнауки РФ № 2.1.1/12702 и

№2.2.3.3/3/12692.

Заключение

Установлено, что минутное воздействие излу-

чения мобильных телефонов (стандарт GSM-900) в

режимах дозвона, либо ведения разговора вызывает

достоверное увеличение амплитудных показателей

ЭЭГ человека в различных диапазонах частот. Пока-

зано, что при использовании мобильных телефонов,

работающих в стандарте CDMA-450 не проявляется

эффект активации показателей ЭЭГ человека. При

использовании устройства Bluetooth, не выявлено

изменений показателей спонтанной электрической

активности мозга человека. В связи с этим можно

отметить, что наибольшую биоэффективность при

воздействии низкоинтенсивных излучений на элек-

трогенез мозга человека проявляют низкочастотные

модуляции несущих высокочастотных сигналов, что

характерно для стандарта GSM. При удалении теле-

фона от головы пользователя эффект увеличения

амплитудных показателей ЭЭГ мозга человека зату-

хал и на расстояниях более 4..6 см не проявлялся.

Литература

1. Колесник А. Г., Колесник С. А. Побаченко С.В.

Электромагнитная экология //. Томск: изд-во «ТМЛ-

Пресс» 2009.

2. Гудина М.В., Волкотруб Л.П. Сотовые телефоны

и здоровье пользователей //. Томск: СибГМУ 2010.-

202с.

3. Мордачев В.И. Системная экология сотовой ра-

диосвязи//. Минск: изд-во БГУ 2009.-319с.

4. Побаченко С.В., Пономарев А.В. Влияние акти-

вации мобильных телефонов стандарта GSM на био-

ритмическую структуру электрогенеза мозга челове-

ка // Биомедицинская радиоэлектроника. N3, 2009.

С.50-55.

5. Побаченко С.В., Пономарев А.В. Влияние

активации мобильных телефонов стандарта GSM на

функциональное cостояние мозга человека //

Научные ведомости Белгородского государственного

университета. N3 (58), вып.8. 2009. С. 113-118.

6. Побаченко С.В., Пономарев А.В. Сравнительная

оценка воздействия активации мобильных телефонов

основных стандартов сотовой связи на электрогенез

мозга человека // Биомедицинская радиоэлектроника.

N 3, 2010. С.3-9.

561

ИССЛЕДОВАНИЕ СТЕПЕНИ ИСКАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ПОЛЯ ПРИ ПОМОЩИ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

И.

С.

КРАИНСКАЯ

ОССИЯ

А.

И.

ИДОРОВ

ОССИЯ

Н.

Ю.

ОЛГАНИНА

ОССИЯ

Л.

Б.

ОКОЛИНСКИЙ

ОССИЯ

ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет», bgd-susu@mail.ru

Аннотация. Доклад посвящен разработке расчетной модели для исследования степени искажения

электрического поля телом человека. Расчетная модель включает 3D модель тела человека, пред-

ставленную однородным объемом, в основном, повторяющим геометрию тела человека. Общее ко-

личество конечных элементов в модели задачи составило 628 970. Расчеты с использованием дан-

ной модели проведены на суперкомпьютере ГОУ ВПО «ЮУрГУ» (г. Челябинск). Работа выполнена

при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 10-07-

96007-р_урал_а).

Abstract. The report is dealing with formulation of a computer model for research of electric field ratio dis-

tortion by a human body. This computer model includes 3D model of human body, presented as an uniform

volume, which generally repeats the human body geometry. Total number of finite elements in the model is

628 970. The calculations using this model were carried out by a supercomputer of South Ural State Univer-

sity (Chelyabinsk). The work was performed with the financial support of Russian Fundamental Research

Fund (the project is 10-07-96007-р_урал_а).

Введение

Электроустановки сверхвысокого напряжения

являются источником мощного электрического поля

частотой 50 Гц, неравномерно распределенного в

пространстве. Обслуживание этих электроустановок

связано с необходимостью постоянного перемеще-

ния работника в этом поле. Так, например, дежурный

персонал на открытом распределительном устройст-

ве проводит осмотры оборудования и сооружений,

включая регулярные осмотры, проводимые на объек-

тах с постоянным дежурством персонала – не реже 1

раза в сутки, в темное время суток для выявления

разрядов, коронирования – не реже 1 раза в месяц;

внеочередные осмотры, проводимые после непред-

виденного отключения оборудования; при неблаго-

приятной погоде (сильный туман, мокрый снег, го-

лолед и т. п.) или усиленном загрязнении на ОРУ, а

также после отключения оборудования при коротком

замыкании. В этом случае применение экранирую-

щих средств защиты, наиболее широко распростра-

ненных в настоящее время, не слишком эффективно.

Гораздо более эффективными являются исполь-

зование экранирующих средств индивидуальной за-

щиты и организация «защиты временем». Все ра-

ботники предприятий электрических сетей, выпол-

няющие работы в зоне влияния электрического поля,

в обязательном порядке обеспечиваются экрани-

рующими комплектами для защиты от электрическо-

го поля. К сожалению, поскольку действие электри-

ческого поля на организм человека не вызывает бо-

левых ощущений и не приводит к ярко выраженным

неблагоприятным последствиям сразу после воздей-

ствия, персонал довольно часто пренебрегает их

использованием.

Метод «защиты временем» предполагает кон-

троль приведенного времени пребывания работника

в зоне влияния электрического поля (области про-

странства, где напряженность электрического поля

превышает 5 кВ/м). Контроль приведенного времени

пребывания в свою очередь предполагает измерение

напряженности электрического поля в точке нахож-

дения человека и времени, проведенного в этой точ-

ке. Современная элементная база позволяет созда-

вать устройства для такого контроля, имеющие дос-

таточно малый вес, объем и энергопотребление, что-

бы их применение на производстве не создавало бы

дополнительных неудобств для работника и было бы

экономически оправдано.

Основной проблемой при создании таких уст-

ройств является то, что тело человека состоит из

тканей, имеющих высокую проводимость и, как лю-

бой проводник, вызывает искажение электрического

поля. Действующие нормативные документы [1, 2]

устанавливают предельно допустимые уровни для

неискаженного телом человека электрического поля.

Следовательно, встает проблема соотнесения пока-

заний мобильного устройства и напряженности поля

в свободном пространстве.

Наиболее удобным местом для размещения дат-

чика такого мобильного устройства является каска.

Работник, допущенный к выполнению работ на от-

крытом распределительном устройстве или вблизи

линии электропередачи, всегда в обязательном по-

рядке обеспечивается каской вне зависимости от

характера работы и времени года. В этом случае дат-

чик мобильного устройства размещается на расстоя-

нии 1–3 см от поверхности головы человека в зоне

существенного искажения электрического поля.