Согласно данным, приведенным в Государственном докладе о санитарно-эпидемиологической обстановке [5], электромагнитные поля в рейтинге физических факторов, воздействующих на жителей населенных пунктов, занимает четвертое место. Основными источникам электромагнитных полей (ЭМП) радиочастотного диапазона являются радиотехнические объекты связи, радио-телевещания и радионавигации. Число передающих объектов связи стремительно растет, что в первую очередь обусловлено развитием систем мобильной связи, включающей увеличение количества передатчиков (базовых станций сотовой связи – БС), а также реконструкцию имеющихся объектов в целях внедрения систем коммуникаций третьего (3G) и четвертого (4G) поколений. Под БС принято понимать комплекс радиопередающей аппаратуры (ретрансляторов и приемопередатчиков), осуществляющих связь с сотовыми телефонами. Судя по официальным данным [5], в последнее время существенно увеличилось числа измерений электромагнитных полей при обследовании радиотехнических объектов связи. Так, например, в 2008 г. в целом по России было проведено около 282 тысяч таких измерений, в 2012 г. – более 720 тысяч. Это свидетельствует о возрастающей гигиенической значимости ЭМП, как фактора, оказывающего неблагоприятное влияние на население. Существенное негативное воздействие на человека электромагнитных полей подтверждают официальные источники. В частности, считается доказанными эффекты в отношении формирования опухолей головного мозга при длительном использовании сотовых телефонов [6]. Тем не менее, как указывают некоторые исследователи [2], сотовая связь является одним из неконтролируемых, хотя и очень значимых, источников электромагнитной нагрузки на население. При этом отмечается, что в крупных городах суммарная мощность ЭМП абонентских терминалов и БС превышает мощность всех других радиотехнических объектов в диапазоне частот 300 МГц – 3,5 ГГц.
В задачу данной работы входило на примере одного из районов крупного города оценить экологическую ситуацию и возможные риски для здоровья населения в связи с загрязнением окружающей среды электромагнитными полями БС. В качестве объекта выбран Василеостровский район Санкт-Петербурга, на территории которого среди всех передающих радиотехнических объектов по относительной численности ведущее место (84 %) занимают БС [1].Согласно имеющимся данным [7], на территории Василеостровского района расположено 112 БС, на каждой из которых размещено от 1 до 6 передатчиков (общее количество передатчиков – 486). В состав БС входят передатчики различных диапазонов частот от 390 до 2416 МГц с излучаемой мощностью от 0,5 до 80 Вт. На территории района БС располагаются в основном на крышах жилых домов. Наибольшее их количество на единицу площади сосредоточено в восточной части района – в местах близких к деловому центру города.
Электромагнитное загрязнение территории района оценивали на основе данных о плотности потока энергии (ППЭ) электромагнитного поля (ЭМП). Расчет ППЭ ЭМП выполнен на основе методических указаний [4] и при использовании Программного комплекса анализа электромагнитной обстановки (ПК АЭМО). Разработчиком ПК АЭМО является Самарское отделение научно-исследовательского института радио. ПК АЭМО имеет Свидетельство Федеральной службы по надзору № 2 от 12.12. 2006 г. о пригодности к использованию в органах и организациях Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. С помощью этого программного комплекса произведены расчеты и визуализация пространственного распределения ППЭ ЭМП для базовых станций сотовой связи. Расчет выполнен для трех высот – 2, 15 и 30 м от поверхности земли. Высота 2 м избрана с целью оценки воздействия ЭМП на население вне строений, высота 15 м – с целью оценки воздействия ЭМП на жителей пятых этажей, 30 м – с целью оценки воздействия ЭМП на жителей девятых этажей.
Проведенный статистический анализ характеристик ППЭ ЭМП на высоте 2, 15 и 30 метров показал, что при значениях ППЭ более 0,1 мкВт/см2 наибольшая площадь покрытия электромагнитным полем отмечается на высоте 30 (0,15 км2) и 15 (0,16 км2) метров, а на высоте 2 метра она ничтожно мала и составляет 0,0025 км2. В случае более низких значений ППЭ (0,01 – 0,1 мкВт/см2) лидерами в отношении площади покрытия ЭМП остаются высоты 30 и 15 метров. Для высоты 30 метров площадь покрытия ЭМП с такими значениями ППЭ составляет 4,00 км2, а для высоты 15 метров – 1,44 км2, что соответственно в 26,7 раза и в 9,0 раз больше, чем при значениях ППЭ ЭМП более 0,1 мкВт/см2. Следует обратить внимание на то, что для уровней ППЭ 0,01 – 0,1 мкВт/см2 на высоте 2 метра резко и значительно (в 400 раз) увеличивается покрытие электромагнитным полем рассматриваемой территории, площадь которого составляет 0,71 км2. Что касается ППЭ, значения которой лежат в диапазоне 0,001 – 0,01 кВт/см2, то в данном случае наблюдается смена лидера в отношении площади покрытия электромагнитным полем. Для этих значений ППЭ первое место по площади покрытия ЭМП занимает высота 2 метра (3,8 км2), второе – 15 метров (3,4 км2), а третье – 30 метров (2,95 км2).
На основании детального анализа пространственного распределения рассматриваемой характеристики ЭМП (рис.) установлено, что на высоте 2 метра отмечаются отдельные небольшие участки с высоким уровнем (около 1 мкВт/см2) ППЭ (например, район гостиницы «Прибалтийская»).
Распределение плотности потока энергии электромагнитного поля на территории Василеостровского района на высоте 2 м (слева) и 15 м (справа)
С увеличением высоты число участков со значительным уровнем ЭМП заметно растет. Так, на высоте 15 метров отмечаются уже большие по площади территории, где ППЭ более 5 мкВт/см2 (в районе пересечения Уральской улицы и проспекта Кима) или равна 3 мкВт/см2 (Кадетская линия, Средний и Большой проспекты, Косая линия). На высоте 30 метров характер распределении ППЭ по территории Василеостровского района близок к тому, что получено для высоты 15 метров. Высокие уровни ППЭ (до 3,6 мкВт/см2) типичны для восточной части района, в то время как на западной его части максимальные значения ППЭ не превышают 0,1 мкВт/см2.
Сравнивая полученные результаты с национальными гигиеническими нормативами, можно сделать вывод о том, что даже на территориях с максимальными значениями ППЭ (3 и 5 мкВт/см2) БС не должны оказывать негативного воздействия на население. Однако следует учесть, что установленный в нашей стране предельно-допустимый уровень (ПДУ) ЭМП в 10 мкВт/см2, основан на методологии, учитывающей потенциальную опасность теплового воздействия радиоволн на человека на фоне специфических нетепловых эффектов. К последним относят сдвиги в некоторых показателях функционирования нервной, сердечнососудистой и кроветворной систем. Тем не менее, главными показателями воздействия ЭМП на человека выбраны данные санитарно-гигиенических наблюдений на производстве. К недостаткам такого подхода относятся необходимость проведения значительного объема медико-биологических исследований в широком диапазоне частот и отсутствие аргументированной системы признаков, адекватных для оценки вредности воздействия ЭМП на население. Последнее является нетривиальной задачей, т.к. механизм биологического действия ЭМП все еще в должной мере не изучен. Не определена и степень участия в негативном воздействии на человека информационной составляющей ЭМП, хотя ее роль в регуляции функционального состояния организма сегодня не вызывает сомнений. На это указывают, в частности, результаты исследований, в которых экспериментально доказано влияние слабых амплитудно-модулированных ЭМП на функции эмоционального аппарата мозга млекопитающих [3].
Продолжая обсуждение вопроса о нормировании в нашей стране воздействия ЭМП на население уместно отметить, что в ряде стран действуют более строгие нормативы. В Украине, например, значение ПДУ ЭМП рассматриваемого диапазона частот для населения равно 2 мкВт/см2. Основываясь на этих более жестких нормативах можно считать, что, по крайней мере, жители пятых и девятых этажей Василеостровского района подвержены негативному влиянию ЭМП БС. По-видимому, негативный эффект воздействия ЭМП БС на населения можно ожидать и вне строений – на улицах района. Несмотря на то, что на высоте 2 метра наибольшее по площади покрытие ЭМП соответствует небольшим значениям ППЭ (0,001 – 0,01 мкВт/см2), повысить риск здоровью может ее значительная пространственная неравномерность. При перемещении по улицам человек будет сталкиваться с резкими перепадами ППЭ ЭМП БС, что негативно влияет на его организм. Дополнительным фактором риска для здоровья населения могут быть и сами мобильные телефоны, являющиеся источником ЭМП, величина которого также существенно меняется при перемещении пользователя по территории. Нельзя исключать и негативного влияния смешанного (высокочастотного и низкочастотного) электромагнитного воздействия, а также комбинированных (многофакторных – сочетающих разные по модальности раздражители) воздействий. В последнем случае негативное воздействие может значительно возрасти за счет эффекта синергизма, который проявляется при взаимодействии двух или более факторов, значения каждого из которых лежат в пределах допустимых норм. Как известно [3], синергическое взаимодействие факторов среды представляет особую опасность для человека, причем в этом случае решающую роль играет не только действие лимитирующих агентов, но и определенные значения параметров других экологически адекватных факторов.