За последние несколько лет наше население крайне обеспокоено электромагнитным загрязнением. Существует реальная проблема того, как электромагнитные поля (ЭМП) влияют на здоровье людей. В настоящее время основной причиной беспокойства по поводу ЭМП являются последствия сотовых телефонов, в частности, развитие вышек сотовой связи вблизи жилых районов.
В мире науки существует много разногласий по поводу того, как ЭМП низкого уровня влияет на людей. Кажется, есть научные исследования, которые предполагают возможность последствий для здоровья человека в результате реакции организма на электромагнитные волны, тогда как другое исследование опровергает эти данные и говорит, что первоначальные исследования предвзяты и невоспроизводимы. Цель этой статьи не в том, чтобы предоставить научные данные в пользу какого-либо утверждения, а в том, чтобы быстро «сформулировать» обе точки зрения и помочь читателям определить наиболее вероятные источники ЭМП внутри помещений.
Воздействие ЭМП на здоровье
Исследования, связанные с воздействием электромагнитных полей на здоровье людей, основаны на генерации слабых токов, которые изменяют нормальный ионный баланс организма. Например, исследователи утверждают, что электрическое поле 2,5 кВ/м, работающее на частоте 60 Гц, генерирует около одной миллиардной доли ампера на квадратный сантиметр.
Этот уровень тока меньше порога человеческого восприятия, который считается наименьшей величиной тока, которую люди могут испытывать, протекающей через их тела. Тем не менее, многие эксперты считают, что эти невероятно крошечные токи могут взаимодействовать с клетками человека, изменяя их нормальный белковый синтез и, таким образом, повышая риск заражения многими заболеваниями.
С другой стороны, многие исследователи заявляют, что этот вывод совершенно безоснователен, поскольку результаты не были подтверждены лабораторными испытаниями, как того требует наука. Последние ученые считают, что нет необходимости беспокоиться, поскольку нет правдоподобной и проверяемой теории того, как низкоуровневые ЭМП влияют на клетки человека (называемые в научной литературе биоэффектами).
В любом случае различные исследовательские организации считают, что, даже если нет научных доказательств связи ЭМП низкого уровня с воздействием на здоровье, рекомендуется стремиться избегать электромагнитных полей там, где это необходимо.
Что мы обсудим
В этом посте мы обсудим ЭМП низкого уровня, в отличие от ЭМП более высокого уровня, которые могут вызвать хорошо известные последствия, такие как поражение электрическим током при прикосновении к электрическому соединению под напряжением. Мы дополнительно рассмотрим наиболее типичные источники ЭМП и приведем некоторые приблизительные значения ЭМП, с которыми мы могли бы столкнуться в повседневной жизни. Важно помнить, что напряженность поля, обнаруженная в типичном американском доме, значительно ниже стандарта безопасности, установленного многими организациями.
Однако, если мы узнаем о «горячих точках» в доме, мы можем перепроектировать пространство, чтобы сделать его менее уязвимым.
Напряженности электрического и магнитного полей, показанные в этой статье, были измерены с помощью измерителя TriField, который также анализирует радио- и микроволновые утечки, а также напряженности электрического и магнитного полей по отдельности.
Важно отметить, что измеритель TriField является базовым, недорогим устройством, которое, скорее всего, не будет соответствовать требованиям, установленным регулирующими органами в отношении допустимых пределов воздействия ЭМП. Несмотря на это, инструмент превосходит все наши ожидания.
Техническая информация об ЭМП
Всякий раз, когда на двух проводниках возникает разность потенциалов, возникают электрические поля. Напротив, когда количество электрического тока увеличивается, большие магнитные поля создаются за счет прохождения электронов, генерируемых электрическим током.
Поскольку мы хотим измерить напряженность поля непосредственно вокруг источников ЭМП (таких как бытовой прибор), мы находимся в области, называемой «ближней зоной». Электрические и магнитные поля различны и функционируют независимо в «ближнем поле» (это означает, что может быть магнитное поле в отсутствие электрического поля или электрическое поле в отсутствие магнитного поля). В отличие от ближнего поля, в дальнем поле электрические и магнитные поля взаимосвязаны.
Электрические поля могут быть эффективно изолированы проводящим материалом или даже человеческим телом. С другой стороны, магнитные поля могут проникать в тело человека и здания.
По сравнению с электрическими полями от магнитных полей сложнее защититься, что требует использования дорогих ферромагнитных материалов, которые в основном не используются в строительстве или в повседневных приложениях.
Магнитные поля чаще всего встречаются в домах из-за сложности их экранирования и того факта, что их создает оборудование, потребляющее большой ток.
Единицами измерения электрических полей являются кВ/м или кВ/см (1 кВ/см = 100 кВ/м). Тесла (T) или Гаусс (G) используются для измерения магнитных полей. Следующее уравнение представляет их взаимосвязь.
1T = 10 000 г
Из-за их относительно небольшой величины магнитные поля в жилых районах рассчитываются в миллигауссах (мГс). Когда электромагнитные поля, создаваемые напряжениями и токами, вступают в контакт с проводящими материалами, они распространяются подобно радиоволнам и вызывают протекание токов. В зависимости от характеристик длины волны электромагнитные поля можно разделить на следующие категории.
Статические поля постоянного тока
Статические магниты или магнитное поле Земли, например, могут создавать статические поля. Считается, что их связь с человеческим телом безопасна при средних и даже умеренных уровнях силы, поскольку они являются постоянными и работают на нулевой частоте и, следовательно, не вызывают протекание электрических токов в теле.
Примеры этих полей включают магнитное поле Земли силой 500 мГс; промышленные магнитные поля, где некоторые работники могут без вреда для себя подвергаться воздействию полей силой до 500 Гс в течение длительного периода времени; и магнитно-резонансная томография (МРТ), где пациенты могут подвергаться воздействию полей до 40 000 Гс без вреда, хотя и в течение коротких промежутков времени.
Электромагнитные поля с низкой частотой
ЭМП с уровнем частот ниже 3 кГц считаются низкочастотными полями. Электрическая распределительная сеть, создающая поля с частотой 60 Гц, а также гармоники с частотой 120 Гц, 180 Гц и т. д., является основным источником этих полей в жилых и промышленных районах. Это поля ЭМП, которые контролируются внутри дома.
Поля ЭМП с высокой частотой
Высокочастотные поля ЭМП — это те, которые имеют частоты более 3 кГц. Они в основном производятся за счет излучения во всех спектральных диапазонах, включая двустороннюю радиосвязь, коммерческие радиосигналы AM и FM и т. Д.
Эффекты флуоресцентного освещения в подвале
Прихожая, которую часто можно найти в подвале, имеет много электрических предметов и является обширной, что делает ее местом с максимальными магнитными полями. На высоте плеча оператора в подвале определена напряженность окружающего магнитного поля 2 мГс, а на высоте головы оператора - 3 мГс (при выключенных приборах).
Расположение электропроводки в нашем доме, соединяющее потолок подвала с верхним этажом, на самом деле позволило увеличить магнитное поле, когда детектор был поднят выше к потолку.
Люминесцентное освещение, которое часто встречается в прачечных, подвалах и гаражах, является сильным генератором как электрических, так и магнитных полей. После включения люминесцентных ламп было исследовано фоновое магнитное поле в том же помещении, которое составило 2 мГс на уровне груди (то же самое, что и при выключенном свете) и 5 мГс на уровне головы.
Дополнительный ток в люминесцентных лампах, возможно, был тем, что вызвало скачок во втором измерении. Магнитное поле значительно сильнее на расстоянии 6 дюймов от системы освещения, несмотря на незначительное увеличение фона, как показано на рис. 1 ниже.
Напряженность электрического и магнитного полей на 55-дюймовом люминесцентном светильнике показана в Таблице 1 ниже. Концентрация ЭМП, создаваемая люминесцентными лампами, явно непропорциональна, если сравнивать числа, представленные в таблице 1, с числами, показанными на графике рис. 1. Однако области с большими магнитными полями также имеют мощные электрические поля.
Было обнаружено, что область с максимальным электрическим полем находится на расстоянии 10 дюймов от конца приспособления. График на рис. 2 показывает, как электрические поля ослабевают по мере удаления от источника.
Устройство ЭМП отодвигали от люминесцентной лампы после поддержания постоянного расстояния в 10 дюймов от конца, который создавал наибольшее электрическое поле для измерений уровня ЭМП, показанных на рис. 2. Было замечено, что, когда детектор перемещается от источника , начальное значение напряженности поля резко падает.
ЭМП-излучения от больших бытовых приборов
Как указывалось ранее, независимо от того, были ли флуоресцентные лампы включены или выключены, магнитное поле, измеренное на уровне плеч в подвале, составляло 2 мГс. Стиральная машина и сушилка были выключены, а измерения проводились в соседнем с ними месте. На высоте плеча, в 2 футах от стиральной машины, когда стиральная машина была включена, магнитное поле составляло 3 мГс.
Фен (и другое подобное оборудование) имеет магнитное поле, которое сильнее в месте, где сетевой шнур входит в устройство. Было обнаружено, что для стиральной машины это составляет 15 мг. Однако из-за размещения двигателя с высоким энергопотреблением нижняя часть прибора имела наибольшее магнитное поле, как было измерено.
В таблице 2 приведены значения напряженности магнитного поля, измеренные где-то спереди стиральной машины на разных высотах над ее дном.
Поскольку сила магнитного поля полностью зависит от работы машины, первые числа являются максимальными, т. е. наблюдаются самые сильные магнитные поля. В любом случае это демонстрирует, что магнитные поля, создаваемые стиральными машинами, являются мощными. Когда электрическая сушилка была включена, место, где кабель питания входит в устройство, и сам шнур питания создавали самые сильные магнитные поля, оба величиной 100 мГс.
Магнитные поля, создаваемые электрической сушилкой, в отличие от стиральной машины, оставались постоянными при опускании испытательного прибора на землю. Разумно полагать, что величина ЭДС равна сумме отдельных вкладов всякий раз, когда два или более приборов включаются одновременно.
Воздействие излучения от небольших бытовых приборов
Сильные магнитные поля создаются не только большим электрическим оборудованием. Небольшие портативные электрические устройства также могут испускать электромагнитное поле с величиной, близкой к мощности стиральной машины. Паровой утюг создает магнитное поле силой 40 мГс вокруг шнура питания и вокруг ручки.
Как видно на рис. 3, наиболее мощные поля находятся на боковых стенках, где они могут достигать значений до 100 мГс, прежде чем ослабевать по мере удаления от железа. Было обнаружено, что основная напряженность магнитного поля, создаваемого электрическим диммером, составляет 20 мГс с пиками, которые могут достигать более 100 мГс в зависимости от его ориентации.
ЭМП от компьютеров и телевизоров
Другой потенциальной причиной как электрических, так и магнитных полей являются телевизоры и компьютеры. Измеренное электрическое поле составило 5 кВ/м, а магнитное поле — 15 мГс на расстоянии 2 футов от обычного телевизора. Поля падали до 5 мГс и 1 кВ/м на расстоянии 3 футов.
Напряженность магнитного поля, измеренная на стандартном для большинства потребителей расстоянии 20 дюймов от монитора компьютера, составила 35 мГс. Вокруг различных компонентов компьютера, включая ЦП, клавиатуру, динамики и т. д., было замечено, что магнитное поле остается довольно постоянным.
ЭМП вне дома?
Вопреки распространенному мнению, несмотря на огромную силу тока, которую они могут нести, высоковольтные трансформаторы, установленные на мачте, создают очень слабое магнитное поле. Было обнаружено, что напряженность магнитного поля вблизи трансформатора составляет всего 3 мГс.
Эти трансформаторы особенно хорошо защищены для снижения потерь энергии, поскольку излучаемые электромагнитные поля означают потерю энергии для энергетических компаний.
Таким образом, трансформаторы вносят очень небольшой вклад в электромагнитное загрязнение квартиры из-за их низкой концентрации ЭМП и их расположения. Магнитные поля силой 100 мГс индуцировались на корпусе выносного электросчетчика основной электропроводкой. Он обнаружил магнитное поле силой 100 мГс на расстоянии 3 дюймов от измерителя, но не обнаружил электрического поля.
Несколько заключительных замечаний
Как уже говорилось, цель этой статьи состояла в том, чтобы предоставить краткую информацию о том, как и почему создаются электромагнитные поля, и обеспечить относительное измерение интенсивности поля, создаваемого несколькими типичными бытовыми приборами.
При установке оборудования внутри дома необходимо иметь в виду, как быстро ослабевают электрические и магнитные поля по мере удаления от этих источников. Зрителям рекомендуется сделать свои собственные суждения и получить информацию, прочитав самые последние исследования и научные результаты в этой спорной области, поскольку корреляция между ЭМП и последствиями для здоровья не была подтверждена в научном сообществе.
