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.