Нормы на уровни электромагнитных излучений.

7.10.  Нормы на уровни электромагнитных излучений.

Электромагнитные излучения в среде обитания людей создаются как природными, так и искусственными источниками.
 
К природным источникам относятся:
 
- электромагнитное излучение солнца, которое создает плотность потока мощности над атмосферой Земли 1400 Вт/м2 в широком спектре радиочастот, а на поверхности Земли — не более 100 Вт/м2;
- электростатическое (до нескольких В/м) и магнитное поля (до 40 А/м), излучаемые земными источниками;
- электромагнитные излучения, вызываемые природными явлениями на Земле, например, разряды молний, турбулентные течения в ионосфере и пр.
 
Природные излучатели создают на протяжении всего существования человечества на Земле электромагнитный фон (менее 1 мкВт/см2), к которому человечество давно приспособилось. За последние 100 лет наблюдается рост уровня электромагнитного фона за счет бурного развития искусственных источников электромагнитных излучений, при этом их можно разделить на две большие группы:
 
- радиотехнические системы: радио и телевещательные станции, радары, радионавигационные системы, радиорелейные линии связи, системы мобильной связи, технологические установки в промышленности, физиотерапевтические установки и пр.;
- устройства, не предназначенью для излучения электромагнитной энергии в пространство, но в которых протекают электрические токи, являющиеся источниками паразитного электромагнитного поля: трансформаторные подстанции, высоковольтные линии электропередач, электроплиты, электронагреватели, холодильники, телевизоры, микроволновые печи и т.д.
 
Электромагнитные поля различных диапазонов длин волн 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,/- 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, гармональная 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.
 
В качестве параметров, с помощью которых оценивается воздействие электромагнитного поля на человеческий организм, были выбраны следущие:

- Power Density (PD) — плотность потока мощности П (мВт/см2);
- Specific Absorption Rate (SAR) — удельная поглощательная способность (степень удельного поглощения): SAR (мВт/г, Вт/кг);
- Maximum Permissible Exposure (МРЕ) — максимально возможная экспозиция (обычно выражаемая в единицах PD (мВт/см2);
- время экспозиции t (мин).
 
Величины SAR и PD связаны между собой следующим простым соотношением:  
 
Таким образом, возможно использование в качестве стандартных параметров величин PD и SAR, однако, величина SAR более подходит при оценках уровней воздействия электромагнитного поля, которые вызывают процессы нагревания тканей, в то время как величина PD позволяет проводить оценки воздействия слабых и сильных по интенсивности электромагнитных полей.
 
Следует отметить, что обычно стандартные нормы безопасности делятся на две группы:
 
- нормы безопасности для персонала, работающего с установками, излучающими электромагнитные поля;
- нормы безопасности для населения.
 
Поэтому ниже будут рассмотрены стандартные нормы, принятые в Европейских странах, США, Японии и России по двум указанным группам.
Нормы безопасности для персонала
 
Рассмотрим нормы безопасности нахождения в зоне электромагнитного излучения для персонала, разработанные различными институтами и комитетами стран мира.
 
1. 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 т ^ 6 мин не должно превышать значения: SAR ^ 20 мВт!г (для ткани т = 10 г);
- для других тканей (а не конечностей) среднее значение SAR за т ^ 6 мин не должно превышать SAR ^ 10 мВт!г (для ткани т = 10 г);
- для всего тела персонала, работающего в зоне излучения, при т ^ 6 мин среднее значение должно составлять SAR ^ 0,4 мВт!г.
 
2. ANSI/IEEE С95.1 — 1992 (ANSI — American National Standards Institute)/(ШЕЕ — Institute of Electrical and Electronics Engineers):
 
- в диапазоне частот 300...3000 МГц величина PD определяется по приближенной формуле — 77 ^ \f (МГц)!300 (МГц)], при времени экспозиции т ^ 6 мин, то есть для частоты / = 900 МГц величина П <s 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 «S f/1500 = 900/1500 = 0,6 мВт/см2 при т <,6 мин.
 
3. FCC (Federal Communication Commission), 1996:
 
- МРЕ 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 т ^6 мин.
 
4. Стандарт Латвии LVS ENV 50166.2: Elektromagnetiska lauka iedarblba uz cilveku. Augstas frekvences (10 kHz lldz 300 GHz):
 
- МРЕ для диапазона 400...2000 МГц: П <г20,4/(МГц) = 20,4*900 = 18360 мВт/см2 (чрезвычайно большая величина, так как при П ^ 100 мВт/см2 температура ткани человека при т 6 мин. возрастает выше 41 °С).
 
- допустимая норма PD в диапазоне 400...2000 МГц: П /400 (МГц) = 900/400 = 2,25 мВт/см2 при времени экспозиции т 6 мин.
 
Итак, допустимые значения электромагнитного облучения всего тела персонала в диапазоне частот, используемых мобильной связью не должны превышать при времени экспозиции т 6 мин: по PD: П < (0,6-3) мВт/см2; no SAR: SAR £0,4 мВт/г.
 
Следует отметить, что в России для персонала, работающего в зоне электромагнитного излучения в течение времени т 20 мин, величина PD по стандарту не должна превышать П «S1 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, принятых для обслуживающего персонала. Рассмотрим допустимые нормы безопасности электромагнитного облучения для населения, принятые в различных стандартах.
 
1. CENELEC ES 59005,1998:
 
- для тканей ног, рук и др. среднее значение SAR за время т <s 6 мин не должно превышать значения: SAR <г4 мВт/г (при т = 10 г);
- для других тканей (мышцы и др.) среднее значение SAR за время т 6 мин не должно превышать значения: SAR <, 2 мВт/г (при т = 10 г);
- для всего тела человека при т <s 6 мин среднее значение SAR <г0,08 мВт/г, то есть в 5 раз меньше (0,4/5 мВт/г), чем для персонала.
 
Аналогичные значения SAR приняты в стандарте Латвии LVS ENC 50166.2:1995.
 
2. ANSI/IEEE С95.1-1992: в диапазоне частот 300...3000 МГц величина PD при времени экспозиции т 30 мин П ^ f/1500 (МГц) = 900/1500 = 0,6 мВт/см2.
 
3. FCC, 1996: МРЕ для населения при неконтролируемой радиоаппаратуре:
 
МРЕ = П = [f/1500 (МГц)] - 900/1500 = 0,6 мВт/см2 при х <>30 мин.
 
4. Стандарт Латвии LVS ENC 50166.2:1995: для диапазона частот 400...2000 МГц величина PD при времени экспозиции т 6 мин определяется в виде П = /(МГц)/200 (МГц) Вт/м2, то есть
 
- при / = 900 МГц: П g 4,5 Вт/м2 = 0,45 мВт/см2 - 450 мкВт/см2;
- при / = 1800 МГц: П <г9 Вт/м2 = 0,9 мВт/см2 - 900 мкВт/см2;
- при f=l900 МГц: П <г 9,5 Вт/м2 = 0,95 мВт/см2 = 950 мкВт/см2.
5. 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:
 
- no SAR ^ 0,08 мВт!г ^80 мкВт/г;
- по PD П ^ 10 м кВт/см2 (Россия);
- no PD П z400...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, т.е. от 4 до 10 мкВт/см2 [7.20]. Следует отметить, что в Италии уровень безопасного фона для населения должен составлять 1,5 мкВт/см2.
 
Уровни электромагнитного излучения мобильных телефонов.
 
В табл. 7.2 приведены максимальные и минимальные значения SAR, экспериментально найденные специалистами компании DoMode.com для мобильных телефонов, выпускаемых ведущими фирмами.
Таблица 7.2. Экспериментальные значения SAR
 
Как следует из сопоставительного анализа и допустимых значений SAR, которые были рассмотрены выше, безопасный уровень по SAR должен составлять величину, не превышающую 80 мкВт/г.
 
Значения SAR для мобильных телефонов лежат в пределах от 220 до 1600 мкВт/r, что свидетельствует о превышении от 3 до 20 раз безопасного фонового воздействия электромагнитного поля.
Максимальная величина SAR ^ 1,6 мВт!г для мобильных телефонов превышает допустимые нормы, определяемые стандартами:
 
- ANSI/IEEE: 900/1500 = 0,6 мВт/см2; 1900/1500 = 1,26 мВт/см2;
- CENELEC: SAR *0,4 мВт/г.
 
Поэтому, при использовании мобильных телефонов абонентами сотовой мобильной связи на границах сот (то есть на значительном удалении мобильных станций MS от базовых BTS, для стандарта GSM на расстояниях 10...30 км от BTS), когда передатчик мобильной станции работает в режиме максимальной мощности, целесообразен короткий временной режим разговора, не превышающий 1...2 минуты.

 


Основы сотовой связи стандарта GSM. 
       1. ВВЕДЕНИЕ В СТАНДАРТ GSМ.
       2. ОРГАНИЗАЦИЯ СОТОВОЙ СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSМ.
       3. АНТЕННЫ И ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
       4. МОБИЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
       5. БАЗОВЫЕ СТАНЦИИ.
       6. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM.
       
7. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
                 7.1. Цели и задачи проектирования.
                 
7.2. Методы проектирования.

                 7.3. Принципы радио-покрытия зон обслуживания.
                 7.4. Распределение каналов в сотовой сети.
                 7.5. Расчет бюджета радиолиний в системах сотовой мобильной связи.
                 7.6. Емкость сотовой сети мобильной связи.
                 7.7. Рекомендации по сетевому планированию и оптимизации.
                 7.8. Измерения и мониторинг в радиочастотных системах.
                 7.9. Измерение параметров в радиочастотных системах.
                 
7.10. Нормы на уровни электромагнитных излучений.
                 7.11. Математическая модель электромагнитного излучения мобильными и базовыми станциями.
                 7.12. Экспериментальные исследования уровней излучения антенн ВТS.

       8. УСЛУГИ, ФРОД И БЕЗОПАСНОСТЬ В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
       9. УПРАВЛЕНИЕ СЕТЯМИ СВЯЗИ В СТАНДАРТЕ GSM.
      10. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.


 
   
Стол заказов: (067)194-45-55 | Киев