Влияние электромагнитных полей, излучаемых мобильными телефонами, на организм человека

Муниципальное общеобразовательное  учреждение 

Усть-Донецкая средняя общеобразовательная  школа № 2 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ 
 
 
 
 

«Влияние  электромагнитных полей,  

излучаемых  мобильными телефонами, 

на  организм человека» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                         Выполнил:

                                                                             ученик 9а класса  Попов Юрий

                                      Учитель:

                                                Леонтьева О.А. 
 
 
 
 
 

2007 год 

Содержание:

I. Вводная часть………………………………………………………..1-2 стр.

II. Основная часть……………………………………………………3-14 стр.

2.1 Сотовые телефоны……………………………………………….3-4 стр.

2.2 Техническая оценка воздействия излучения сотовых телефонов на человека…………………………………………………………………4-9 стр. 

2.3 Влияние микроволнового излучения сотовых телефонов на человека………………………………………………………………..9-12 стр.

2.4 Опасность сотовых  телефонов………………………………12-14 стр.

III. Практическая часть……………………………………………..15-19 стр.

IV. Заключение………………………………………………………….20 стр.

V. Список литературы………………………………………………….21 стр.

VI. Приложения

VII. Экспертное заключение

1. Вводная часть

    Сегодня персональные компьютеры и мобильные  телефоны превратились в непременный  атрибут оперативной деловой  связи. Большинство из людей и после окончания рабочего дня пользуются мобильными и обычным домашним радиотелефоном, компьютером, смотрят телевизор и видео. Даже дети зачастую предпочитают общение с компьютером любым другим развлечением, а сотовый телефон сегодня сопровождает не одного подростка. К сожалению. Получается так, что устройства, изобретенные человеком для облегчения условий работы и жизни наносят вред его здоровью.

    Что касается мобильных телефонов, то как  сказал профессор биохимии Калифорнийского  университета Росс Эйди, «впервые в истории мы держим у своего уха довольно мощный радиопередатчик. Причем, заметьте, расстояние от этого передатчика до головного мозга- всего около дюйма!»¹.

    Основой моего исследования стала информация, опубликованная в книге Ю.В. Готовского и Ю.Ф. Перова «Электромагнитная безопасность в офисе и дома». В этой книге обобщены и проанализированы имеющиеся в настоящее время в мировой литературе сведения об электромагнитных полях и излучениях, создаваемые системами мобильной сотовой связи с позиции их безопасности для человека. Рассматриваются уровни электромагнитных излучений портативных сотовых телефонов, их возможное негативное влияние на пользователя, способы его оценки и коррекции. Приведены действующие гигиенические нормативы (стандарты) РФ, регламентирующие безопасные уровни электромагнитных полей в окружающей среде. Содержатся рекомендации по способам и устройствам защиты от неблагоприятного действия электромагнитных полей. Единственным недостатком этой книги является недоступность уровня изложения для широких кругов общественности.  

    Как правило, совсем немногие склонны связывать  повышенную утомляемость, сонливость, раздражительность и нервозность, тягу к употреблению кофе, участившиеся случаи простудных и вирусных заболеваний, головную боль и резь в глазах с переговорами по сотовому телефону.

    Многочисленными исследованиями выявлена восприимчивость  человеческого организма даже к  самым слабым электрическим и  магнитным полям, не говоря уже о  более мощных излучениях, исходящих  от мобильных телефонов. Техногенные излучения, проникая в биологический объект, воздействуют на организм человека на межклеточном уровне, вызывая в организме различные нарушения, и, как следствие, заболевания. Особенно чувствительна к воздействию вредных излучений центральная нервная система человека. 

    Тем не менее, зачастую не соблюдаются даже самые обычные гигиенические  нормы и стандарты расстояний, заявленные производителем в паспортных данных.

    Вероятно, потребуются еще годы, чтобы проблема вредных излучений получила реальное признание на государственном уровне. Именно поэтому производители бытовой техники и вычислительных устройств все еще не заинтересованы во вложении средств в разработку высококачественных средств защиты от излучений.

    На  мой взгляд, проблема борьбы с вредными техногенными излучениями является актуальной для любого современного человека. Именно ей и посвящается моя исследовательская работа.

    В ходе своего исследования я поставил ряд задач:

    -обосновать  актуальность данного вопроса  для современного человека;

    -раскрыть  значение накопленных фактов, данных  научных экспериментов при описании  антропогенного воздействия излучений  сотового телефона;

    -совершенствовать  свои исследовательские умения: работа с литературой , анализ и обобщение материала, представление его в наглядной форме в виде таблиц  и диаграмм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

II. Основная часть

2.1. Сотовые телефоны

      Бурная  мобильная «телефонизация», захлестнувшая  человечество каких-то 10 лет назад, продолжается и по сей день. Неудивительно, что людей стал беспокоить вопрос о влиянии электромагнитных волн, излучаемых элементами сотовой связи, на здоровье человека. Источником излучения в мобильном телефоне является штыревая антенна – все остальное – сам передатчик, синтезаторы и прочее настолько маломощны, что их можно не принимать во внимание. Прежде всего облучение вызывает нагревание, что со временем может привести к изменениям и даже повреждениям тканей и органов. Механизм поглощения энергии достаточно сложен. При исследовании теплового воздействия электромагнитного излучения необходимо иметь в виду, что ткани живого организма неоднородны. Например, в тканях головного мозга есть участки, способные поглотить значительно больше энергии, чем соседние ткани. Возможность такого локального перегрева была достоверно установлена до изобретения радиотелефона. При превышении некоторой пороговой дозы высококачественного излучения в мозгу подопытных животных наблюдались буквально сваренные микроскопические участки. Не исключено, что подобное явление может привести к возникновению опухолей мозга.

      Установлены нормы воздействия излучения  на организм, выраженные в поглощенной  энергии массой тела за промежуток времени. Согласно рекомендациям, разработанным  NRPK(National Radiological Protection Board of UK), пределом является поглощение 0.1 Ватта энергии на 10г веса за усредненное время 6 мин. На практике, несмотря на обилие различных излучателей, которые воздействуют на наш организм, суммарная поглощаемая мощность далека от предельной. Повышение температуры, вызываемое ими, сравнимо с обычными колебаниями в организме, но риск тоже не исключен. Необходимо отметить, что степень влияния зависит не только от мощности излучения, но и от частоты, на которой работает телефон. Разные ткани человека  реагируют на свою частоту. В этом случае можно оценить либо суммарное воздействие на самочувствие, либо на конкретный орган, однако общая тенденция показывает , что чем частота меньше(в интервале радиочастот от 30 КГц), тем лучше.

      Действия  электромагнитных полей на организм человека проявляется в функциональном расстройстве центральной нервной системы. Субъективные ощущения при этом – повышенная утомляемость, сонливость или, наоборот, нарушение сна, головные боли и т.д. При систематическом облучении наблюдаются стойкие нервно-психические заболевания, изменения кровяного давления, замедление пульса.

      По  мнению научных сотрудников Института  высшей нервной деятельности и нейрофизиологии  РАН, наш организм особенно чувствителен именно к слабым излучениям, которые  соразмерны колебаниям живых клеток, но привычные методики исследований позволяют увидеть далеко не все эффекты, возникающие под воздействием слабых излучений. Тем не менее, подавляющее большинство ученых мира считают, что электромагнитное излучение является причиной целого ряда заболеваний, в первую очередь онкологических, нервной и сердечно-сосудистой системы. Вот результаты некоторых исследований:

      Двухлетнее  исследование влияния сотовых телефонов  на человека, проводимое финскими учеными, показало, что излучение от них вызывает увеличение активности сотен белков, находящихся в организме человека, что может сказаться на снижении защитных функций организма.

      Данные, полученные группой ученых из Канады, исследовавших влияние облучения  радиоволнами (от антенн сотовой связи, установленных на крышах зданий, и от сотовых телефонов) на человека, свидетельствуют, что облучение того типа и интенсивности, которое создается устройствами радиосвязи, не способствует появлению или развитию опухолей у животных или людей.

      В Великобритании, Комиссией по радиологической защите было проведено исследование уровня излучения от антенн сотовой связи, расположенных на крышах зданий. Исследования проводили на 118 объектах в 17 населенных пунктах. Установлено, что на всех объектах уровень излучений внутри зданий был гораздо ниже предельно допустимых значений, как по британским, так и по международным нормам.

      А шведские ученые, обследовавшие пациентов, подверженных влиянию электромагнитного  излучения от радиотелефона, сообщили, что вероятность возникновения опухоли мозга в области непосредственного воздействия излучения была заметно выше, чем в других областях.

      Однако  полученные выводы требуют дополнительного  углубленного изучения на большей статистической выборке. 

2.2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА  ВОЗДЕЙСТВИЯ

ИЗЛУЧЕНИЯ СОТОВЫХ ТЕЛЕФОНОВ  НА ЧЕЛОВЕКА

    Свойства  микроволнового излучения  сотовых телефонов

    Человек в течение всей жизни постоянно  находится под воздействием электромагнитных полей, разных по характеру и интенсивности. Микроволновое излучение- это излучение с длинами волн от 0,5 мм до 30 см. Чувствительность человеческого тела к микроволновому излучению зависит от его  частоты. Излучения миллиметрового диапазона и более высокочастное почти полностью поглощается кожным покровом и может ощущаться при плотности несколько милливатт на квадратный сантиметр.

    Микроволновое излучение, генерируемое Солнцем, Галактикой, извержениями вулканов, разрядами молний и другими факторами, существовало на Земле и до человека. Поскольку  человек все же выжил и довольно хорошо приспособился к окружающей среде, то можно утверждать, что уровни плотности потока мощности микроволнового излучения, соизмеримые с теми, которые создаются естественными источниками, для человека безвредны.

    Наиболее  мощный естественный источник излучения  - Солнце. Его радиоизлучение распространяется во всем диапазоне частот. Верхней границей можно считать частоты в области 50 ГГц, поскольку электромагнитные волны более высоких радиочастот практически полностью поглощаются в атмосфере Земли. Таким образом, безвредный уровень плотности потока мощности (ППМ) микроволнового излучения, к которому привык человек за всю историю своего существования на Земле, равен:

W = 0,00000005 мВт/см².

    Рискнем утверждать, что уровень плотности  потока мощности микроволнового излучения, сопоставимый с естественным фоном, явно безвреден для человека. Где же лежит граница перехода количества во "вредное" качество?

    Сотовые телефоны- это приборы низкой мощности, испускающие и принимающие радиоволны частотой около 1000 МГц, которые в  спектре электромагнитных излучений занимают положение выше ультравысокого телевизионного диапазона и непосредственно ниже микроволн. Все эти три диапазона находятся в зоне радиочастот названного спектра. Сотовые телефоны имеют мощность меньшую (<1 ватта), чем приборы связи полиции и других экстренных служб. Беспроволочные телефоны, базовая часть которых соединена с обычной телефонной сетью, работают с более низкими частотами и мощностью, чем сотовые телефоны.

    В отличие от других приборов, мобильный  телефон в момент работы находится в непосредственной близости от мозга и глаз. Кроме того, среди технических средств нет таких, которые могли бы сравниться с мобильными телефонами по уровню воздействующего на человека излучения.

    Электрические и магнитные поля от линий электропередачи, радиочастотные сигналы, гамма-лучи и рентгеновское излучение являются частями электромагнитного спектра, обладающими различными свойствами. Следует подчеркнуть, что ионизующим гамма- и рентгеновским лучам присущ канцерогенный эффект, но их способность вызывать рак гораздо ниже, чем многие полагают. Электрические и магнитные поля также обладают свойствами, отличающими их от радиочастотного   излучения, и позволяющими им разогревать материал, на который он воздействуют. Тем не менее, «энергия, излучаемая сотовыми телефонами, вызывает минимальное локальное нагревание головного мозга (приблизительно на 0,1 ºС)»¹.

    Большинство специалистов придерживаются мнения, что влияние радиочастотного  излучения на здоровье человека зависит  от  его свойства слабо повышать температуру ткани, на которую оно воздействует. Даже микроволны. Которые слишком слабы для заметного разогревания, могут, тем не менее, представлять опасность.

    Степень воздействия радиочастотного излучения  от сотового телефона зависит от мощности сигнала, испускаемого этим аппаратом. Максимальную силу излучения мобильный телефон имеет в момент вызова. Но даже покоящийся включенным на столе или висящий на поясе аппарат все равно постоянно находится в контакте с ближайшей базовой станцией и, следовательно, излучает электромагнитные волны. Слабые сигналы от базовой станции приводят к тому, сто он увеличивает силу сигнала, посылаемого им обратно на эту станцию. По этой причине уровень мощности, испускаемых при этом радиоволн повышается с увеличением расстояния между телефоном и базовой станцией, а также с появлением между ними зданий, холмов и других барьеров.

    Радиочастоты  испускаются не только сотовыми телефонами, но и обслуживающими их станциями. Интенсивность  этого очень слабого воздействия  мало зависит от расстояния до базовой станции, которая обычно расположена на большой высоте и испускает энергию под углом примерно 6º к горизонту, поэтому воздействие идет преимущественно возле нее. В отношении населения в целом воздействие энергии радиочастотного излучения от базовых станций, возможно, равноценно эффекту очень низкочастотных электрических и магнитных полей от линии электропередачи.  Для установки базовых станций тоже есть санитарная норма- 10 мкВт/ см².

    Непосредственным  источником излучения в мобильном телефоне является его антенна. Все остальные источники излучения (сам передатчик, гетеродины приемника, синтезатор частоты и прочее)настолько маломощны, что их можно не принимать во внимание.

    На  голову попадает примерно 20% излучаемой мощности, то есть около 400 000 микроватт. Для соответствия старым нормам (предполагаем, что вся эта мощность размазывается по освещённой стороне головы равномерно!) поверхность освещённой стороны головы должна быть не менее 40 000см² (квадрат 2*2 метра). По новым нормам поверхность освещённой стороны головы должна быть не менее 4 000см² (квадрат примерно 63*63 см). А ведь реальное облучение неравномерное, поэтому и плотность потока мощности на отдельных участках головы будет значительно выше. 
Все эти достаточно приближённые рассуждения проводились в предположении, что в телефоне используется классическая штыревая антенна длиною примерно в четверть длины волны (с учётом покрытия это примерно 70мм). В современных аппаратах антенны стараются делать значительно короче. Но чем короче антенна, тем больше её так называемая добротность. Добротность определяет величину запасённой энергии и эта запасённая энергия находится в ближнем поле, то есть вблизи антенны и не излучается. Поэтому голове достаётся и излучённая мощность и запасённая (или реактивная) энергия. За счёт поглощения части запасённой энергии головой, наличие головы около короткой антенны несколько снижает её добротность и передатчику легче работать. Поэтому значение ППМ для сотового телефона зависит не только от расстояния, но и формы диаграммы направленности излучающей антенны. 
 
 

    Нормированное излучение сотовых  телефонов

    Средства  радиосвязи развиваются на протяжении уже почти столетия. Сотовый же телефон стал массовым только в последнее  десятилетие, и столь короткого промежутка времени, конечно, недостаточно для того, чтобы делать выводы о его вреде или безвредности на основе широкомасштабного эксперимента над людьми. Исходные условия этого эксперимента таковы: мощность сотового телефона в момент соединения может достигать 2 Вт (для аналоговых стандартов и того больше), усиление антенны принимаем равным 1, расстояние до головы примерно 0,03 м. Предположим, что мы имеем дело со стандартными частотами.

Определить  уровень потока плотности мощности можно с помощью формулы:

    W = P*G(y)/4p*R*2

    По  теории антенн пользователь находится  в дальней зоне излучения антенны  своего сотового телефона (длина антенны  примерно l/4, а расстояние, на котором  сформировалась диаграмма направленности, -- l/16). Возвращаясь к предыдущей формуле, получим, что в момент соединения W = 18 мВт/см², что на несколько порядков превышает излучение СВЧ-печи.

    Соединение  происходит достаточно быстро,  поэтому  мощность падает почти на порядок, то есть в момент разговора W = 2 мВт/см². Да и большинство абонентов стараются говорить не более 2--5 минут.

    Следует отметить, что показатель номинальной  выходной мощности еще не дает объективной  картины. Например, для стандартов характерна следующая ситуация. В процессе вызова телефон ищет ближайшую базовую  станцию и устанавливает выходную мощность в зависимости от ее удаленности и своей чувствительности. Чем точнее телефон измеряет уровень сигнала, полученного от базовой станции, тем оптимальнее он установит уровень выходной мощности. Соответственно, максимальная мощность излучения будет иметь место при максимальной удаленности от базовой станции и при разговоре из салона автомобиля, особенно в движении. Повышение точности измерения уровня сигнала достигается применением более сложного схемотехнического решения.

    Необходимо  заметить, что новые "изобретения", позволяющие ослабить электромагнитное поле за счет специальной конструкции  антенн или использования наушников, положительного эффекта не дают (хотя в рекламных публикациях и  утверждается обратное). Более того, в ряде случаев, они (например, провода от наушников) могут создать дополнительную направленность (концентрацию) излучения. При этом значение ППМ возрастает как корень квадратный отношения длины этих проводов к длине антенны сотового телефона. Существует еще опасность, что они могут послужить однонаправленной линией передачи (ОЛП), то есть, довести основную часть мощности точно до головы пользователя. Примерно по той же технической причине не следует увлекаться разговором из салона машины. Его внутреннее пространство во время работы сотового телефона может "сработать" как полый резонатор, у которого напряженность поля возрастает пропорционально его объему.

    Еще не так давно на заводах работа регулировщика СВЧ-аппаратуры приравнивалась к вредному производству, а допустимая норма ППМ для полного рабочего дня составляла W = 0,01 мВт/см². При превышении этого уровня сокращался рабочий день. И хотя все эти льготы, к сожалению, в прошлом, норму допустимого уровня плотности потока мощности никто не отменял.

    В 1996 г Федеральная комиссия по связи (FCC) США установила новые нормы на допустимый уровень ППМ при неконтролируемом использовании излучающих приборов, иными словами - для массового пользователя. Примерно в то же время аналогичные нормы были введены в Европе. Так для локального участка тела (голова) уровень ППМ был определен: 0,08 мВт/см².

    Исследования  показали, что ППМ не является интегральным параметром. Многое зависит от массы  человека и площади поверхности  его тела. Поэтому дополнительно  в научных исследованиях была введена норма поглощения мощности электромагнитного излучения, отнесенная к массе тела.

    С середины 90-х годов активно пропагандируется норма допустимого облучения  человека, выраженная в мощности электромагнитной волны (Вт), приходящейся на 1 кг живого веса -- Specific Absorption Rate (SAR). По определению Ассоциации индустрии сотовой связи, SAR (индивидуальный уровень поглощения)- это способ измерения энергии электромагнитного излучения, поглощаемого организмом. Мы проанализировали значения SAR для различных типов телефонов различных компаний и пришли к вводу, что уровень SAR в основном лежит в пределах от 0,28 до 1,5 Вт/кг. Чем меньше SAR, тем безопаснее телефон для человека (см приложение 1).

      Норму SAR следует рассматривать  как допустимое значение поглощенной телом мощности, при которой гарантированно не нарушается его тепловой баланс.

    Значение SAR позволяет оценить допустимый уровень ППМ электромагнитного  поля, в котором может находиться человек, или уровень ППМ на поверхности  кожи: 

W = r*10*(-aL)*SAR* M/S, 

где r - коэффициент отражения по мощности (примерно 0,5),  
М - масса тела человека,  
S - площадь поверхности тела,  
aL - затухание сигнала в теле человека на глубине L.

    Для взрослого человека примем М = 70 кг, S = 1 м². Исходя из допустимого значения SAR для всего тела, несложно получить примерное значение W = 0,28 мВт/см² при L = 0. Это значение превышает установленные нормы ППМ.

    Представленная  оценка уровней ППМ, создаваемых  в повседневной жизни вокруг нас  различными источниками микроволнового излучения, показывает, что сотовый телефон в этом списке стоит на первом месте. Справедливости ради подчеркнем, что уровни ППМ этих источников, различаясь примерно на два порядка, существенно превышают естественный уровень (на семь, восемь порядков). Поэтому, говоря о вреде для человека микроволнового излучения низкой интенсивности, не следует забывать и про другие достижения цивилизации.

    К сожалению, существующие нормы ППМ  и SAR базируются на критерии недопущения  теплового воздействия. Настораживает  здесь тот факт, что еще в 50-70-х годах, в СССР на основе многочисленных исследований нетеплового воздействия микроволнового излучения было установлено, что при определенных типах модуляции наблюдаются заметные нарушения в деятельности центральной нервной системы человека во время воздействия. Соответственно, была установлена допустимая норма ППМ равная 0,01 мВт/см² для контролируемых источников.

    На  наш взгляд, обоснованность существующих норм ППМ и SAR для сотового телефона весьма сомнительна. Поэтому советуем придерживаться принципа, чем меньше -- тем лучше. И еще. Чем точнее сотовый телефон измеряет уровень сигнала, тем безопаснее он для окружающих.  

  2.3. ВЛИЯНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО  ИЗЛУЧЕНИЯ СОТОВЫХ  ТЕЛЕФОНОВ НА ЧЕЛОВЕКА

    Прогресс  не остановить – избитая истина. Техногенная эпоха породила окончательное разделение труда в гигантах-корпорациях, науку эргономику и экономию времени на работе и вне ее пределов. Жертвами гонки за выгодой и успехом стали обычные люди. А одними из причин трагедии – мобильный телефон, компьютер и телевизор. Рак – плата за комфортабельную жизнь, отказаться от которой уже невозможно.

    Многочисленные  исследования относительно вреда Coca-Cola, еды из MacDonald’s и пользования мобильным  телефоном мало изменяют спрос на раскрученные бренды. Но эти подарки цивилизации цинично порождают проблемы со здоровьем у человечества.

    Всемирная организация здравоохранения проводит 5-летнюю программу с целью изучения влияния мобильных телефонов  на здоровье людей. В настоящее время  известно, что в последние годы увеличилась частота опухолей мозга в Европе. Напрямую связать это с использованием мобильных средств связи невозможно. Однако жалобы владельцев сотовых телефонов на головную боль, боли в ушах, раздражение кожи, нарушения зрения, головокружение и тошноту- постоянны. Длительное воздействие магнитных полей проявляется ухудшением памяти, снижением половой активности, ухудшением иммунитета и повышенной утомляемостью.

    Как видим, коммуникационное чудо – мобильный  телефон - проявляет себя недоброжелательно.

    До  самого последнего времени в официальных  заявлениях утверждалось, что аппараты сотовой связи абсолютно безвредны  для пользователей и соответствуют  всем необходимым стандартам. Однако исследования, предпринятые авторитетными  медицинскими центрами мира обнаружили связь между частым пользованием сотовых телефонов и появлением у людей крайне редкой разновидности опухоли головного мозга. При больших дозах такого облучения у людей начинается процесс разрушения ДНК кровяных клеток.

    «Мы обнаружили свидетельство  генетических нарушений в крови, - говорит руководитель WTR Джордж Карло (George Carlo). – И предполагаем, что среди пользователей мобильных телефонов имеет место повышенная смертность от рака головного мозга. У нас есть неоспоримые свидетельства статистически значимого риска возникновения нейэроэпителиальных опухолей. Сейчас у нас гораздо больше данных о вреде беспроводных телефонов, чем было у Федерального управления по пищевым продуктам и медикаментам (FDA) перед запретом на операции по имплантации силиконовой груди»¹.