CC BY
7
УДК 613.167.4:621.397.7431-07
* Ю. Д. Думанский, И. И. Карачев, Д. С. Иванов
ВОПРОСЫ ГИГИЕНИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ, СОЗДАВАЕМОЙ ТЕЛЕПЕРЕДАЮЩИМИ ОБЪЕКТАМИ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
Телевидение находит применение практически во всех отраслях народного хозяйства, однако наиболее широко — в сфере вещания. Развитие телевизионного вещания идет по пути расширения телевизионной сети, увеличения числа программ, в том числе цветных, и повышения мощности станций. В последние годы для телевидения метрового диапазона волн все большее использование находит дециметровый.
Передающая телевизионная станция является конечным звеном телевизионной передающей сети, обеспечивающим передачу радиосигналов вещательного телевидения, создаваемых в телевизионном центре. В состав передающей телевизионной станции входят телевизионная радиостанция, опора (мачта или башня) для размещения антенн телевизионной радиостанции и соответствующие строения и службы.
Радиус действия передающей телевизионной станции в силу специфики распространения радиоволн метрового и дециметрового диапазонов, использующихся для телевизионного вещания, незначительно превышает расстояние прямой видимости между передающей и приемной антенной [5], которое зависит в основном от высоты подъема антенн над поверхностью земли. Поэтому для увеличения зоны действия передающей телевизионной станции антенну устанавливают на высоких опорах с использованием и естественной высоты местности. Для расширения радиуса зоны уверенного приема телевизионных передач требуется также увеличение уровня электромагнитного поля (ЭМП), что может достигаться за счет как повышения мощности излучения, так и улучшения технических характеристик передаю-^цих антенн и т. п.
Поскольку работа телевидения основана на излучении электромагнитной энергии в пространство, увеличение напряженности ЭМП может привести к нежелательным биологическим последствиям. При этом необходимо учитывать, что телевизионные станции, как правило, размещаются в пределах городской черты, где зачастую имеется высокая плотность населения.
В настоящее время немало сделано для того, чтобы население страны могло пользоваться самой простой и доходчивой формой подачи информации. Завершается процесс покрытия всей территории страны телевизионной сетью, большая часть населения имеет возможность смотреть 2— 3 и более телевизионных программ. Много сделано и для совершенствования телевизионной техни-
ки. Так, разработаны и широко используются типовые радиопередатчики телевизионного диапазона мощностью по каналу изображения 5, 25 и 50 кВт. Приняты типовые опоры высотой 230 и 350 м [1,3]. Однако в практике телевизионного вещания все еще встречаются и относительно невысокие опоры, широко применяются первые каналы (первого и второго диапазона) с антеннами, обладающими недостаточной направленностью, эксплуатируются и старые, снятые с производства турникетные антенны. Все это может создавать условия для индуцирования ЭМП, по напряженности превышающего предельно допустимые уровни.
С целью оценки электромагнитной обстановки в местах размещения передающих телевизионных станций проведено исследование ЭМП в 36 городах европейской части Советского Союза. Всего проведено более 7000 измерений напряженности ЭМП.
Результаты исследований показали, что напряженность ЭМП существенно зависит от объема работы телевизионных каналов первого и второго диапазона, радиостанции ультракоротковолнового диапазона (УКВ) частотной модуляции (ЧМ) вещания, высоты опоры, мощности станций.
Исторически сложилось так, что вначале осваивался метровый диапазон первых по номеру телевизионных каналов, а вертикальные размеры передающей антенны, зависящие от длины волны, для данных каналов велики, что затрудняет их практическое использование. Это в свою очередь обусловило низкую направленность диаграммы излучения. Например, ЭМП в ближней зоне (при углах излучения 65° и менее) при переходе от антенн первого диапазона ко второму и выше изменяется только за счет диаграммы излучения в вертикальной плоскости в 2—3 раза, при переходе от турникетных антенн к панельным — в 4—6 раз. Широкую диаграмму излучения в вертикальной плоскости имеют и антенны радиостанций УКВ ЧМ вещания.
Антенны дециметрового диапазона волн, как правило, обладают значительно лучшей направленностью, чем метрового. Все это не могло не отразиться на электромагнитной обстановке в зоне размещения таких телевизионных станций. Так, если принять суммарный уровень ЭМП в каждой точке измерений за 100%, то доля, или вклад, в его результирующее значение УКВ ЧМ вещания превышает 50 %, иногда достигая 80 %, вклад каналов первого и второго диапазонов
Таблица 1
Зависимость напряженности ЭМП (в В'м) от мощности телевизионного передатчика и высоты подвеса
антенны (передатчика изображения)
Мощноть. Высота Напряженность ЭМП прн расстоянии от основания опоры антенны
подвеса
передатчика, кВт антенны, м
100 м 200 м 300 м 400 м 500 м 600 м 700 м 800 ы 900 ы 1000 м
50 250 0,11 0,23 0,19 0,22 0,31 0.2 0,29 0,32 0,25 0,18
50 200 0,66 1,33 0,54 0,74 1,33 1,05 0,74 1,05 1,05 1,18
25 250 0,36 — 0,29 0,13 0,32 0,18 0,12 0,27 0,12 0,14
25 200 0,17 0,11 0,17 0,19 0,33 0,5 0,51 0,12 0,47 0,3
25 150 0,12 0,22 0,1 0,19 0,25 0,11 0,24 0,13 0,11 0,3
5 250 0,33 0,26 0,18 0,14 0,09 0,07 0,05 0,02 0,03 0,02
5 200 0,23 0,17 0,11 0,11 0,15 0,15 0,12 0,15 0,11 0,12
5 150 0,18 0,12 0,11 0,08 0,05 0,08 0,09 0,05 0,06 0,05
5 100 0,32 0.33 0,36 0,17 0,16 0,35 0,33 0,28 0,36 0,25
5 50 0,22 0,23 0,16 0,29 0,33 0,29 0,29 0,03 0,08 0,02
(метрового) равен 35—40 %. а дециметровых каналов — не более 10 %. Конечно, так обстоит дело на сегодняшний день, однако с развитием телевидения это положение меняется. Но и отсюда очевиден вывод о том, что наибольший вклад в электромагнитную обстановку вносится телевизионными передающими станциями на первых телевизионных каналах и радиостанциями УКВ ЧМ вещания.
Вторым важным обстоятельством, оказывающим существенное влияние на уровень ЭМП, является высота подъема центра излучения антенн над уровнем земли. Так, суммарная номинальная мощность одного телецентра, работающего с одной опоры, превышала 230 кВт, а другого — составляла менее 15 кВт; высота опоры в первом случае была около 370 м, а во втором — 110 м. В районе размещения первого телецентра наибольшее ЭМП на удалении от опоры 200 м равнялась 1,7 В/м, а в остальных точках измерений не превышало 1 В/м, в то время как в районе размещения второго телецентра на трассе протяженностью до 800 м уровень поля находился в пределах 1,1 —1,9 В/м, хотя мощность этого телецентра была в 15 раз меньше, чем первого. Таким образом, на расширение поля, создаваемого телевизионными передающими станциями, существенно влияет высота подвеса антенн над уровнем земли, при этом мощность передатчика не играет доминирующей роли в формировании величины создаваемого ЭМП (табл. 1).
Из приведенного следует, что классификация передающих телевизионных станций, исходя из мощности передатчика без учета типа и высоты антенн, как это имело место в некоторых источниках [2], навряд ли оправдана. С гигиенической точки зрения, классификация станций должна быть связана с возможностью реального уровня облучения населения ЭВМ.
С этих позиций важное значение имеет напряженность поля у основания антенцы, которая мо-
жет быть определена по следующей формуле:
где Е1== УР¡0^1-30- \ Р — средняя мощность на выходе передатчика; С — коэффициент усиления антенны; т) — коэффициент потерь в ан-теннофидерном тракте; Яа — высота антенны.
Если 0<£ц^1 В/м, то такие станции можно назвать станциями малой мощности, если 1<£н^2 В/м или Е„>2 В/м — соответственно средней и большой мощности.
Ввиду того что у основания телевизионной опоры диаграмма направленности трудно определима, предлагается принять ее значение постоянным для всех станций и равным, например, 0,01. Имея в виду то, что диаграмма направленности обладает изрезанностью, реально напряженность поля будет отличаться от рассчитанной, но не очень существенно, что и позволит по такой классификации высказать суждение о степени опасности превышения полем предельно допустимому значения вблизи опоры, т. е. там, где и оргаш* зуется санитарно-защитная зона.
Установлено, что электромагнитная энергия, создаваемая телевизионными станциями, с определенным ослаблением проникает в жилые и другие здания. Ограждающие конструкции зданий являются защитным экраном, эффективность которого зависит от структурных особенностей материала, формирующего ограждающие конструкции зданий. Наилучшим экраном служат железобетонные строительные конструкции (табл. 2). Они резко снижают интенсивность электромагнитной энергии, и в результате этого уровень ЭМП в помещениях при фасадной ориентации здания в 4—8 раз ниже, чем снаружи. Кирпичные конструкции при фасадной ориентации зда-
ИИ
Таблица 2
Суммарная напряженность ЭМП (в В/м) в жилых домах в районах размещения телевизионных станций
Материал ограждающих конструкций Ориентация здания по отношению к антенне Расстояние от опоры мачты, м Этаж
1-й 2-а 3-й 4-й 5-й
Железобетонная панель Фасадом 50 1,0 1.2 1.5 1.5 1.5
Торцом 50 0,2 0,5 0,8 1,2 1,2
То же Фасадом 100 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6
Торцом 100 0.1 0,2 0.2 0,3 0,3
» Фасадом 300 0,15 0,15 0.15 0,15 0,15
Кирпич Торцом 300 0,03 0,06 0,06 0,06 0,06
Фасадом 50 2,5 2.5 3 3.2 3.2
Торцом 50 1,0 1.2 1,5 1.5 1.6
» Фасадом 100 1,2 1.2 1.3 1.4 1,2
Торцом 100 0,2 0,5 0,6 0.6 0.6
» Фасадом 300 0,4 0,5 0,6 0.6 0,6
Торцом 300 0,1 0,2 0,2 0.2 0.2
ния снижают напряженность поля только в 2— 3 раза.
В зданиях с большой площадью остекления фа садов, обращенных в сторону излучения, напря ^кенность ЭМП в 2—4 раза выше, чем в зданнях ориентированных торцом. В комнатах с открыты ми окнами уровень ЭМП в 1,2—1,8 раза выше чем при закрытых окнах. В помещениях зданий расположенных в пределах прямой видимости антенных систем, он значительно больше, чем в зданиях, перед которыми имеются различные экранирующие сооружения.
Наличие различных объемных металлических предметов в помещениях (радиаторы центрального отопления, приборы и оборудование газо- и водоснабжения и т. п.) может значительно увеличивать за счет вторичного переизлучення этими предметами напряженность поля в помещениях. Это может приводить к тому, что даже при соблюдении нормативных уровней ЭМП как на территории, так и в здании с небольшим числом объемных металлических предметов предельно допустимый уровень в помещениях, имеющих большое количество их. будет превышен (например, на кухне у газовой плиты, холодильника ^Щт. п., в ванной комнате у ванны, в комнатах у радиаторов, телефона, радио- и телеаппаратуры и т. п.). На расстоянии от 30 до 50 см от этих предметов уровень поля в 5—10 раз и более выше, чем в центре помещения, т. е. на расстоянии от 1,5 до 2 м от данных предметов.
Следовательно, при оценке электромагнитной обстановки в помещениях необходимо учитывать наличие ЭМП, создаваемого не только первичным излучателем (в данном случае передающими телевизионными антеннами), но и ЭМП, возникшее за счет переизлучений. При измерениях ЭМП минимальное расстояние между металлическим предметом и антенной измерительного прибора должно быть определено инструкцией к данному прибору.
Особенностью телевизионного вещания являет-
ся то, что передающая станция воспроизводит и передает в эфир одновременно сигналы изображения и звукового сопровождения, т. е. две принципиально независимые программы. Телевизионные сигналы изображения и звукового сопровождения в соответствии с принятым в СССР стандартом занимают полосу частот 8 МГц, содержат две взаимонезависимые несущие частоты для передачи сигналов изображения и звукового сопровождения. Несущая частота сигналов звукового сопровождения выше несущей частоты сигналов изображения на 6,5 МГц. Сигналы изображения передаются с амплитудной модуляцией и частичным подавлением нижней боковой полосы частот, а сигналы звукового сопровождения — с частотной модуляцией. Для передачи цветного телевидения в спектр частот яркостного видеосигнала введены сигналы цветности.
Следовательно, телевизионный сигнал является сплошным по структуре радиосигналом, составляющие компоненты которого, по-видимому, могут иметь различную биологическую значимость. Существующий ныне гигиенический норматив для диапазона частот ЭМП телевизионного вещания уже не может удовлетворять современным требованиям в основном из-за того, что этот предельно допустимый уровень был обоснован для ЭМП с частотой 50 МГц, в то время как в настоящее время для телевизионного вещания отведен диапазон частот от 48 до 960 МГц. Кроме того, параметры электромагнитной энергии, принятые при обосновании данного предельно допустимого уровня, в экспериментальной модели также не соответствовали их истинным значениям по полосе занимаемых частот, модуляции и т. д. Накоплен новый материал о биологической значимости различных параметров ЭМП и обоснованы более совершенные методические подходы к обоснованию гигиенических нормативов [4].
Требуется проведение более совершенных в методическом плане исследований по обоснованию для населения дифференцированных по ча-
i— 41 —
стоте и времени допустимых уровней напряженности ЭМП в диапазоне метровых и дециметровых волн.
Необходимость обоснования дифференцированных по времени гигиенических регламентов ЭМП обусловливается, с одной стороны, биологическими закономерностями, согласно которым по мере снижения интенсивности воздействующего на организм фактора возрастает время наступления одинаковых биологических эффектов, с другой — закономерностями распределения уровней ЭМП, создаваемого телевизионными станциями, во времени, т. е. работой телевизионной станции в течение суток.
Следует провести также сравнительную оценку биологического действия ЭМП как с горизонталь-нон, так и с вертикальной поляризацией, так как этот вид поляризации тоже применяется в телевещании. Целесообразно определить и биологическую значимость разных видов модуляции (амплитудной и частотной), а также оценить ширину спектра модуляции телевизионного сигнала.
В дальнейшем, после решения вопроса о технической возможности одновременного облучения экспериментальных животных ЭМП двух частотных диапазонов, можно будет перейти к обоснованию гигиенических регламентов суммарного воздействия ЭМП нескольких частотных диапазонов. Это очень важно, поскольку население одномоментно облучается ЭМП, создаваемым не-
сколькими телевизионными станциями, работаю^ щими в разных частотных диапазонах. Необходимо определить реальную нагрузку на население ЭМП, создаваемого телевизионными станциями, и на основе этого разработать для населения норматив, предусматривающий комбинированное действие ЭМП нескольких реально действующих на население частот, соответствующих определенным телевещательным каналам.
Литература
1. Варбанский А. М. Передающие телевизионные станции. М„ 1980.
2. Думанский Ю. Д., Сердюк А. М.. Лось И. П. Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека. Киев, 1975.
3. Иванов В. К. Оборудование радио-телевизионных передающих станций. М., 1981.
4. Шандала М. Г., Думанский Ю. Д.. Сердюк А. М. — В кн.: Проблемы экспериментальной и практической элек-тромагннтобиологии. Пущино, 1983, с. 113—122.
5. Черепкова Е. Л., Чернышев О. В. Распространение радиоволн. М., 1984.
Поступила 06.09.84
Summary. The greatest contribution to the intensity a^ the electromagnetic field (EMF) generated by the TV ce~ ter with single-support antennae is made by the First and USW frequency channels. Hence, a classification of channels should be related to the actual health hazards posed by irradiation. The introduction of decimetre waves necessitates a more precise regulation for the EMF. -which would take into account a simultaneous action of 8 and 9 wave band fields.
УДК 614.71:546.45]-07
П. Ф. Бугрышев, Т. И. Заикина. Ю. И. Москалев, В. А. Назарова
ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТА КРЫС НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ 7ВеР2 ПРИ ИНГАЛЯЦИИ
Институт биофизики Минздрава СССР, Москва
Все возрастающее использование бериллия {Ве) может привести к увеличению поступления его в атмосферный воздух и организм людей разного возраста [1]. В литературе отсутствуют данные о метаболизме одного из наиболее токсичных соединений этого металла — фторида Ве — при аэрогенном поступлении.
Целью настоящей работы являлось изучение влияния возраста на распределение фторида Ве при однократной ингаляции.
Опыты выполнены на 200 белых беспородных крысах 1-, 2-, 4- и 16-недельного возраста с исходной массой, равной соответственно 11, 28, 60 и 180 г. Ингаляционную затравку 7ВеР2 проводили динамическим способом в 10-лнтровой камере в течение 30 мин со скоростью подачи воздуха 6 л/мин. Генератором аэрозолей служил ингалятор ПАИ-2. Дисперсность аэрозолей составляла 75 % от 0,5 до 1,5 мкм, 25 % — от 1,5 до 4 мкм. Концентрация 7Ве в камере, определенная путем отбора проб на фильтры из ткани ФПП, находи-
лась в пределах 3,7 — 7,4-104 Бк/л. Для определения содержания Ве в органах и тканях крыс забивали в различное время после ингаляции (по 3 особей на каждый срок). Активность проб измеряли по у-излучению. Содержание металла в оф ганах и тканях выражали в процентах от проин-галнрованного количества.
При расчете вдыхаемого Ве учитывали концентрацию его в камере и количество воздуха, вдыхаемого животным за 30 мин ингаляции. Объем вдыхаемого воздуха определяли по формуле 2,1 X (масса тела) 3Д Г21. Данные о накоплении и выведения Ве из органов и тканей крыс разного возраста (в процентах от обнаруженного количества 7Ве, принятого за 100 %) приведены на рис. 1 и 2. В легких, носовых ходах и полости рта, трахее, желудке за 100% принимали содержание 7Ве через 15 мин, в скелете и тонкой кишке — через 1 ч, в толстой кишке — через 4 ч после прекращения ингаляции, так как в более ранние сроки у крысят Ве в этих тканях не обнаруживался.
