Экологические аспекты электромагнитных излучений средств мобильной связи

Содержание:
1. Вступление:
1.1. Рост электромагнитного загрязнения окружающей среды.
1.2. Обеспокоенность ВОЗ.
1.3. Основные источники электромагнитного излучения.
1.4. Стремительный рост числа пользователей мобильных телефонов.
2. Система сотовой связи.
2.1. Ячейки.
2.2. Базовые и подвижные станции. Коммутаторы. Связующие звенья.
2.3. Определение местонахождения абонента.
3.Базовые станции.
3.1.Что такое базовые станции. Характеристики.
3.2.ЭМП-измерения БС.
4. Измерения ЭМИ различных моделей телефонов.
5. Выводы.
5.1. Какой вред наносят мобильные телефоны. Различные исследования.
5.2. Что может быть критерием безопасности мобильных телефонов.
6. Глоссарий.
7. Используемая литература.

Экологические аспекты электромагнитных излучений средств мобильной связи

3.1.Что такое базовые станции. Характеристики.
Основной элемент сотовой сети любого стандарта — это базовая станция (BSS, Base Station System), которая занимается распределением звонков и аутентификацией мобильных телефонов. В зависимости от стандарта связи базовые станции (БС) работают в диапазоне частот от 450 до 1880 МГц. БС составляют основу ячеек или «сот». Поскольку рабочий радиус таких станций порядка 10-12 км за городом и около 5 км в городе, БС строят много и располагают относительно недалеко друг от друга. Полностью автоматизированные и автономные базовые станции представляют собой небольшие контейнеры, которые устанавливаются, как правило, на крыше зданий. Там обычно находится несколько компьютеров, источник автономного питания и кондиционер — все оборудование БС очень чувствительно к перепадам температуры. Все это оборудование снабжено автоматической системой пожаротушения и сигнализацией. В обязательном порядке имеется беспроводной или кабельный канал связи с центром управления сетью, куда передается огромный поток данных — входящие и исходящие вызовы от абонентов. Мощность излучения антенны БС не постоянна, она меняется в зависимости от нагрузки сети — количества активных сотовых телефонов в зоне обслуживания. При этом для станций, расположенных в различных районах города, загрузка варьируется. В ночные часы эта мощность практически равна нулю, к вечеру резко повышается. Базовые станции монтируются на высотных зданиях или на металлических вышках, которые строят специально. Высотные мачты (более 50 метров) обычно монтируются за чертой города с помощью вертолетов. Все конструкции привозят со специальных заводов на длинномерных тягачах и после этого собирают в 4 крупные секции, которые вертолету предстоит водрузить одну на другую. Первую секцию высотой в 20 метров ставят тяжелым автомобильным краном, а остальные — только с помощью винтокрылой машины.
3.2. ЭМП-измерения БС.
В 2003 году в России введен в действие Федеральный нормативный документ Санитарные нормы и правила «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации сухопутной подвижной радиосвязи (СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03)». Документом устанавливаются предельно- допустимые уровни для население ЭМИ, создаваемых базовыми станциями мобильной связи и временный допустимый уровень (ВДУ) воздействия на человека ЭМП, создаваемого сотовыми телефонами. Базовая станция является приемо-передающими радиотехническими объектами, создающим электромагнитные излучения в окружающей среде. Проводились различные измерения ЭМП от антенны базовых станций расположенных на крышах и стенах зданий. На крышах зданий регистрировались уровни ЭМП от единиц до десятков мкВт/см2 . В жилых помещениях верхних этажей не зарегистрировано превышения ПДУ ЭМП. В зданиях напротив базовых станций на расстоянии 30 – 110м (первая линия застройки) также не зарегистрировано превышения ПДУ. Так же необходимо отметить, что размещение базовых станций на крышах и стенах жилых и общественных зданий, вызывает большую обеспокоенность населения в связи с возможной опасностью для здоровья электромагнитных излучений. Поэтому, необходимо разъяснять населению, что размещение базовых станций производится в соответствии с санитарно-гигиеническими нормативными документами при обязательном контроле уровней ЭМП. Добровольный риск здоровья связан с использованием мобильных телефонов. Существуют отечественные и зарубежные регламенты ЭМИ мобильных телефонов. Отечественные регламенты являются более жесткими, что связано с разными подходами к нормированию ЭМП (тепловой и физиологический). За рубежом нормируется значение SAR удельной плотности поглощенной энергии (Вт/кг) по тепловым эффектам (повышению температуры). SAR устанавливается на основании исследования распределения поля в фантоме головы человека или расчетным путем. В России нормируется значение плотности потока энергии – ППЭ (мкВт/см2). Регламент разработан на основании экспериментальных исследований на животных и изучению функционального состояния организма пользователей сотовых телефонов. Международным Комитетом по защите от неионизирующих излучений рекомендуется предельно допустимое значение SAR 2 Вт/кг, что соответствует 500 мкВт/см2. В России, в соответствии с санитарными правилами и нормами, временный предельно допустимый воздействия ЭМИ сотового телефона на человека составляет 100 мкВт/см2. Контролируемый уровень ППЭ (на расстоянии 37 см) не должен превышать 3 мкВт/см2. Известно, что интенсивность излучения мобильного телефона зависит от ряда факторов, важнейшим из которых является мощность телефона. Однако, в руководствах по эксплуатации телефонов, производители техники не указывают мощность аппаратов.
4. Измерения ЭМИ различных моделей телефонов.
Не так давно в России были выполнены измерения ЭМИ мобильных телефонов 17 различных моделей. Все исследованные телефоны удовлетворяли рекомендациям Международного Комитета: значения удельной плотности поглощенной энергии были ниже 2 Вт/кг. Измерениями установлено, что из17 аппаратов 14 создавали уровни ЭМИ превышающие контролируемое значение плотности потока СВЧ энергии. При этом превышения составляли от 1,2 до 5,6 раз. Максимальные значения ЭМИ определялись в момент включения телефонов. Самые высокие уровни зарегистрированы у некоторых моделей телефонов NOKIA и ALKATEL. Так, уровень излучение аппарата NOKIA 35101 достигал 15 мкВт/см2, ALKATEL 835 - 17 мкВт/см2. Сравнительными измерениями ЭМИ мобильных телефонов установлено, что при близких значениях SAR, интенсивность ЭМИ, воздействующего на человека, может существенно отличаться. Так, например, телефоны SIMENS C55 и SONY ERICSSON R700 имеют значения SAR 0,49 и 0,48 Вт/кг соответственно. Однако, у первой модели измеренные максимальные значения ППЭ СВЧ были выше более, чем в 5 раз. Таким образом, установленные значения SAR не отражают фактически действующие на человека уровни ЭМИ и, по-видимому, не могут быть критерием безопасности. Выполненные в стандартных условиях экспериментальные исследования уровней электромагнитных полей объектов системы сотовой связи показали, что обследованные базовые станции не создавали в окружающей среде уровней электромагнитных полей, превышающих ПДУ для населения. Интенсивность СВЧ излучений, создаваемых некоторыми моделями сотовых телефонов, превышала временный допустимый уровень, установленный санитарными нормами и правилами. Показано, что телефоны с близкими значениями SAR создают существенно отличающиеся (более чем в 5 раз) уровни ЭМИ. Об интенсивности ЭМИ, воздействующих на человека, можно судить только на основании измерений уровней ЭМП. Принятое за рубежом в качестве регламента, значение SAR не может быть критерием безопасности излучения мобильных телефонов. Полученные результаты носят предварительный характер. Требуется дальнейшее проведение исследований ЭМИ мобильных телефонов4.
5. Выводы.
Сейчас в мире более двух миллиардов человек являются пользователями сотовых телефонов, из них более 500 миллионов пользуются телефонами стандарта GSM. При этом, ученые отмечают, что аналоговые телефоны намного вреднее для здоровья человека, чем цифровые.
О чем это говорит?
Франция:
Законодательный орган страны одобрил законопроект, согласно которому ученики младших и средних классов не могут носить и использовать телефоны в стенах учебных заведений.
Причиной такого решения является защита детей от электромагнитного излучения.  Кроме этого, сенат увеличил с 12 до 14 лет возраст детей, к которым производители телефонов могут обращаться с рекламой.
В будущем власти страны планируют увеличить уровень защиты от электромагнитного излучения для тех людей, чья работа связана с ежедневным использованием мобильных телефонов.
Мобильные операторы должны будут использовать специальное оборудование, снижающее уровень излучения. Кроме того, операторы обязаны будут опубликовать информацию об уровне излучения от телекоммуникационных приборов.
Великобритания:
В 2001 году в стране запрещено использование сотовых телефонов в школах; при их продаже в коробку вкладывают информационные брошюры о возможных последствиях общения по мобильным телефонам.
Россия:
Санитарных правилами и нормами (СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03, пункт 6.9) рекомендовано ограничение возможности использования мобильных телефонов лицами, не достигшими 18 лет.
Бангладеш:
Родители несут уголовную ответственность за то, что дают пользоваться мобильными телефонами своим детям.
Ещё в начале 50-х годов выяснилось, что электромагнитные поля радиочастотного диапазона могут вызвать неблагоприятные изменения в состоянии центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Между тем мобильный телефон — генератор этих самых полей, и при этом у него есть отличная возможность облучать наш мозг, сердце или интимные части тела круглые сутки.
Производители аппаратов обычно говорят, что уровень этих полей низок и никак не влияет на человека, аппараты проходят сертификацию, а значит, продукция компании соответствует всем нормам.
Для справки:
По российским санитарным нормам, ни один мобильный телефон не пригоден для применения человеком, если прижимать трубку к уху, как это делает 98% людей.
5.1. Какой вред наносят мобильные телефоны. Различные исследования.
Ниже приведены только факты, полученные в результате многочисленных исследований, изучавших излучение мобильных телефонов.
Шотландский ученый Уильям Стюарт:
Под влиянием излучения мобильных телефонов у дождевых червей меняется структура белка. «Живые ткани просто поджариваются на манер куска мяса в микроволновой печи», – делает вывод Стюарт.
Московский институт биофизики – эксперимент:
Лягушки помещались в высокочастотное электромагнитное поле на 5-10 минут. Даже при очень низкой интенсивности сигнала сердце у каждой второй жертвы эксперимента останавливалось, а у выживших снижалась частота его сокращений. Крысы и кролики переносили облучение не лучше, но и у них в 30% случаев отмечались изменения сердечной деятельности.
Профессор Генри Лей из Вашингтонского университета:
Установлена связь между микроволновым излучением и ухудшением пространственной памяти и способности к ориентации у крыс. Подопытные животные, подвергавшиеся облучению мобильными телефонами, находили дорогу в водном лабиринте значительно медленнее необлученных собратьев.
Шведские ученые:  нейрохирург Лейф Сэлфорд и его коллеги из университета Ланд (летом 2003 года):
Микроволновая радиация, испускаемая мобильниками формата GSM, приводит к необратимым изменениям в головном мозге крыс. В течение двух часов животные подвергались облучению мобильными телефонами. Спустя пятьдесят дней ученые исследовали под микроскопом их мозг и с ужасом обнаружили многочисленные повреждения сосудов и очаги отмерших нейронов. Чем выше был уровень «телефонной» радиации, тем серьезнее был ущерб.
«Не исключено, что на мозг человека мобильные телефоны оказывают точно такое же воздействие, ведь по своему строению он аналогичен мозгу крыс. Если наши предположения подтвердятся, сегодняшняя молодежь, весьма интенсивно пользующаяся мобильными телефонами, столкнется с болезнями Альцгеймера и Паркинсона уже в возрасте Христа», – мрачно комментирует профессор.
Теперь о людях:
Нейродиагностический научный институт в Испании:
В 2001 году обнаружено, что у 11-13-летних детей, две минуты поговоривших по сотовому телефону, изменение биоэлектрической активности мозга сохраняется еще два часа после того, как они положат трубку.
Бристольский университет в Великобритании:
В прошлом году закончились исследования, показавшие значительное увеличение времени реакции у 10-11-летних детей, использовавших мобильный телефон стандарта GSM. Аналогичные результаты получили финны в университете города Турку, наблюдавшие за группой детей 10-14 лет.
Венгерский ученый Имре Феджес из отдела акушерства и гинекологии Университета Сегеда:
Обследовав на протяжении 13 месяцев 221 мужчину, он обнаружил, что излучение мобильного телефона негативно сказывается на качестве спермы – число сперматозоидов сокращается на одну треть, оставшиеся же совершают хаотические движения. По мнению ученых, это снижает шансы на оплодотворение. При этом совершенно необязательно много говорить по мобильному телефону, достаточно просто носить его в кармане брюк или на ремне.
Ученые из Шведского национального института труда и Норвежского управления по защите от излучения:
Опросив 11 тысяч владельцев сотовых телефонов,  они обнаружили побочные эффекты даже у людей, пользующихся телефоном меньше двух минут в день. 84% опрошенных жаловались, что при разговоре по мобильнику у них нагревается кожа за ухом, иногда дело доходит до ожогов. Часть испытуемых страдала провалами в памяти, головокружением, головной болью и повышенной утомляемостью. Больше половины опрошенных испытывали сонливость. Трети абонентов было трудно сконцентрировать внимание на каком-либо предмете во время или сразу после разговора.
Российские ученые из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН :
Работающий в режиме ожидания мобильный теелфон способствует расстройству сна. В ходе экспериментов, проведенных в Институте биофизики ГОСНЦ Минздрава РФ, было установлено, что после разговора по сотовому телефону изменяется электрическая активность головного мозга.
Проведенные в России исследования показали негативное влияние мобильных телефонов на человека, в частности на хрусталик глаза, состав крови и половую функцию мышей и крыс. Причем, эти изменения носили необратимый характер уже при более, чем 2-недельном воздействии на них.
Харьковские ученые:
Просто тестировали новый беспроводной энцефалограф – это прибор, с помощью которого проводят обследование головного мозга. Заодно решили проверить, может ли мобильный телефон исказить результаты диагностики. Ведь обычный электроэнцефалограф работать при включенном мобильном телефоне не может. Полученные результаты, признаются исследователи, их просто шокировали. Когда человек начинал говорить по мобильному телефону, прибор фиксировал так называемую медленно-волновую активность. В большинстве случаев она соответствует энцефалограмме человека с опухолью мозга.
После отключения мобильника, медленноволновую активность энцефалограф фиксирует еще полчаса. Ученые свое исследование проводили на нескольких добровольцах, использовали различные модели мобильных телефонов. Результат не изменился.
Шведские ученые из Института гигиены:
Ученые получили данные о повышении риска развития опухолей мозга в возрастной группе 20-29 лет при использовании аналоговых и беспроводных телефонов в течение 5-10 лет. Для других возрастных категорий такой зависимости не было обнаружено. Эти данные показывают, что те, кто пользуется телефонами с 10-19 лет, гораздо больше рискуют заработать опухоль мозга, чем те, кто приобрел телефон в 29 лет и позже.
Итого. По результатам исследованиий огромного числа ученых можно сделать вывод, что излучение телефонов в первую очередь оказывает негативное влияние на мозговую деятельность (а это контроль всех процессов, происходящих в организме), слух, зрение, работу щитовидной железы (основная функция: борьба с болезнетворными организмами в теле человека), на работу мочеполовой системы5.
5.2. Что может быть критерием безопасности мобильных телефонов.
Все телефоны, официально поступающие в продажу, проходят соответствующее тестирование — в частности, по показателю удельной поглощенной мощности (Specific Absorption rate  — SAR), которая определяет уровень излучения, приходящийся на килограмм веса пользователя. По нормативам, принятым в Европе, SAR должен быть меньше 2 Вт/кг (2 мВт/г), а в США — меньше 1,6 Вт/кг (1,6 мВт/г). Американские нормы более жесткие и в абсолютном выражении, и в интегральном. Так что «американский» телефон может оказаться безопаснее, с точки зрения облучения радиочастотами.
Приобретая мобильный телефон, надо обязательно интересоваться степенью его безопасности? Какими критериями она определяется?
  На основе данных американской федеральной комиссии по телекоммуникациям (FCC) был составлен рейтинг сотовых телефонов с наибольшим уровнем излучения.
Лидером по уровню электромагнитного излучения были признаны телефоны производства Motorola. Однако их показатель излучения не превышал установленных FCC норм. Места в десятке телефонов с самым высоким уровнем излучения распределились следующим образом: первое место занял телефон Motorola Slvr L6 (1,58 Вт/кг), за ним следуют Motorola V120 и Motorola V265 (1,55 Вт/кг). Затем (в порядке убывания):  «мобильники» Motorola V70 (1,54 Вт/кг), Motorola C290 (1,53 Вт/кг), Motorola P8767 (1,53 Вт/кг), Motorola ST7868 (1,53 Вт/кг), Motorola ST7868W (1,53 Вт/кг). Рейтинг замыкают Motorola A845, Palm Treo 650 GSM и Panasonic Allure — у этих сотовых SAR составляет 1,51 Вт/кг.
При этом две модели телефонов Motorola вошли в десятку «мобильников» с самым низким уровнем излучения (Motorola MPx200 и Motorola Timeport L7089 заняли второе и третье места с уровнем SAR в 0,2 и 0,22 Вт/кг соответственно). Самым безопасным был признан телефон Audiovox PPC66001 (SAR = 0,12 Вт/кг).
Важно помнить, что при краткосрочном пользовании мобильные телефоны не представляют большой опасности. Но все таки, на всякий случай, нужно учитывать, чтоб дети пользовались ими как можно меньше. В мае 2001 года американские ученые выявили, что детский мозг поглощает на 50–70% больше излучения от телефона, чем мозг взрослого человека, из-за меньших размеров черепа. В связи с этим глава агентства здравоохранения США обратился к родителям с рекомендацией не позволять пользоваться мобильными телефонами детям в возрасте до девяти лет.
  Существуют так же ли средства защиты от электромагнитного излучения сотовых телефонов -  это различные типы устройств для защиты от электромагнитного излучения мобильных средств связи. Выпускаемые конструкции электромагнитных экранов по конструктивному признаку можно подразделить на несколько типов: 
- наклейки на область динамика;
- насадки на антенну;
- нейтрализаторы (антенные структуры, кристаллы, резонаторы, дифракционные решетки и пр.);
- активные структуры и генераторы;
- телефонная гарнитура hands-free;