ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ: ЧАСТОТНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Немного истории. В отечественной санитарно-гигиенической науке и практике ярким этапом явились исследования Б.А. Минина в области радиогигиены СВЧ (сверхвысокие частоты), которые нашли свое отражение в монографии [1]. Эта работа была тайно от автора переведена американцами и даже дважды первой упоминалась в списках литературы в отчетах Всемирной организации здравоохранения. На основе уникальных по тем временам медико-биологических результатов этих исследований 36 лет спустя в России были разработаны и введены в действие методические Рекомендации МР 2.1.10.0061-12 [2]. По замыслу авторов рекомендации должны были стать уникальным документом, связывающим здоровье человека с уровнями и частотой электромагнитных полей. В таком виде он должен был привести к эффективной оценке степени влияния практически любых реальных уровней полей и обоснованию предельно-допустимых уровней (ПДУ). Однако, результаты исследований были искажены, и сложилась абсурдная ситуация – есть оригинал результатов научных исследований и есть методические рекомендации со ссылкой на эти исследования, но они имеют расхождение в значениях поля в 1000 раз. Можно привести социальные примеры, когда искаженные материалы Рекомендаций провоцировали население на активные выступления против стремительного развития сетевых технологий связи на пути к появлению 5G и 6G.

Несмотря на наши многочисленные аргументы и многолетние обращения к авторам этого документа, например, [3; 4], допущенные искажения результатов исследований и трактовки ПДУ не устранялись и попросту игнорировались.

В ситуации, когда возникла угроза моратория и ограничений развития технологий 5G и 6G в России (такой сценарий развивался в Петербурге), автор статьи был вынужден доложить этот вопрос на публичном мероприятии в Совете Федерации России 12 декабря 2023 года. Ситуация не изменилась, документ МР 2.1.10.0061-12 доступен на сайте Роспотребнадзора и на множестве других информационных сайтах, и продолжает оказывать свое провокационное влияние. Нужна официальная конкретная реакция «хозяина» этого документа.

Этот пример отношения к Самарской школе электромагнитной безопасности (ЭМБ), которая несколько десятилетий успешно сопровождала с научно-технических позиций (обсуждала, участвовала в создании и рецензировала) разработку практически всех нормативно-методических документов по ЭМБ телекоммуникационных технологий, показывает несостоятельность позиции разработчиков в планеотказа от взаимодействия с техническими специалистами при создании подобных документов. Упомянутые Рекомендации – это один из первых несогласованных с ними документов.

В настоящее время мы наблюдаем лавинно нарастающий интерес к развитию сетевых технологий, который во многом определяется необходимостью обеспечения технологического суверенитета России. При этом часто необоснованно обостряются вопросы ЭМБ населения. Причиной тому стало формирование абсолютно новой электромагнитной реальности окружающей среды, которая стала представлять собой сплошной слой доступных для приема «мерцающих» радиоканалов, формируемых контролируемыми и неконтролируемыми излучающими фрагментами сетевых технологий, хаотически распределяемыми на селитебных территориях. Как результат, принципиально по времени и пространству изменились условия контакта населения с воздействующим электромагнитным фактором, в качестве которого стал выступать многочастотный стохастический нестационарный электромагнитный процесс [4].

Именно признание новой электромагнитной реальности окружающей среды – это глубокое осознание масштабности предстоящих изменений в регламентациях, управлении, контроле и методологии электромагнитного мониторинга.

К сожалению, несмотря на обновившуюся электромагнитную реальность, которая поставила массу вопросов перед обществом, наукой и властью, никто не собирается изменять суще- ствующие несколько десятилетий санитарно-гигиенические правила, традиции и нормы, некоторые из которых в новых электромагнитных условиях представляются просто абсурдными. Далее приводим примеры таких ситуаций.

Частотная зависимость ПДУ выше

300 МГц

Напомню [4], что действующий норматив 10 мкВт/см2, несмотря на свой «преклонный возраст», воспринимается как догма, т.е. положение, принимаемое на веру за непреложную истину, неизменную при любых обстоятельствах.

На рисунке 1 приведена схема природного спектра электромагнитных излучений, на которой отмечены характерные для обсуждаемой проблемы частоты.

300 МГц – это частота, до которой в инженерно-технической практике и санитарно-гигиеническом нормировании принято характеризовать электромагнитные поля в единицах напряженности поля – электрической (В/м) и магнитной (А/м). Именно с этой частоты начинается нормирование полей в единицах плотности потока энергии (ППЭ), и для нее был установлен ПДУ равный 10 мкВт/см2. До частоты 300 МГц признавалась существенная частотная зависимость электромагнитных воздействий, что отражалось на значениях ПДУ каждого диапазона частот как у нас, так и за рубежом.

300 ГГц – с развитием сотовой связи осуществлялся переход сетевых технологий от поколения к поколению, а это сопровождалось переходом на все более высокие частоты. При этом отечественное санитарно-гигиеническое нормирование при полном отсутствии проблемно ориентированных исследований, отслеживая развитие технологий, аккуратно сдвигало верхний частотный предел применимости ПДУ равный 10 мкВт/см2, постепенно доведя его до этой частоты и игнорируя его очевидный частотнозависимый характер.

Ультрафиолетовое излучение

Рентгеновское излучение

Рисунок 1. Схема природного спектра электромагнитных излучений

3000 ГГц – сейчас речь идет уже о поколении 6G, в котором будет обеспечиваться скорость передачи данных от 1 Тбит/сек, а это в радиочастотном диапазоне можно реализовать только посредством перехода именно на частоты такого порядка. Поскольку при переходе к этим частотам при взаимодействии с веществом меняется только толщина скин-слоя, логично ожидать, что значение ПДУ не изменится.

Автор в дискуссиях и обсуждениях всегда наталкивается на необъяснимое упорство оппонентов медико-биологического профиля, не допускающих даже мысли об изменении этой величины, чаще всего аргументируя это достижениями отечественной науки и негуманными коррупционными заблуждениями зарубежных исследователей.

На рисунке 2 приведено сравнение ПДУ отечественных (СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03) и зарубежных (ICNIRP) на частотах выше 300 МГц [5]. С массовым появлением на селитебных территориях источников излучения в СВЧ и КВЧ (крайне высокая частота) диапазонах мы просто продлили действие имеющегося ПДУ на эти диапазоны, а зарубежные исследователи выявили причины, которые позволили увеличить его в 5 раз, доведя отличие наших и зарубежных ПДУ с 20 до 100 раз, что отчетливо видно на графиках.

Пренебрежение очевидной частотной зависимостью взаимодействия биологических объектов и электромагнитного поля в диапазоне более 300 МГц дискредитирует и без того спорный ПДУ в этих диапазонах, который при своей стойкости становится явным препятствием на пути развития технологий .

Глубина проникновения в биологические ткани

«Однако в связи с разной биологической эффективностью микроволн различной длины должны быть введены дифференцированные нормы. Кроме того, должны учитываться также режим облучения людей, характер модуляции и другие параметры» - констатировала наука прошлого века [6]. В первую очередь «биологическая эффективность» зависит от глубины проникновения электромагнитной энергии в вещество – биологические ткани. «Глубина проникновения электромагнитного излучения в объект является важной характеристикой, поскольку, для того чтобы излучение вызвало биологический эффект, оно должно проникнуть в ткани» - утверждает учебник по радиобиологии [7]. Конечно же, при

Рисунок 2. Российские и зарубежные ПДУ электромагнитных полей выше 300 МГц [5]

характерной для биологических объектов физической и электрической неоднородности тканей, выявляются точки частотного диапазона, в которых происходят различные резонансные явления в отдельных частях тела, отдельных органах, участках и в объемах, соизмеримых с длиной падающей волны. Эти явления, сдвигаясь на клеточный и молекулярные области, только подтверждают закономерности электродинамики многослойных сред.

Некоторые результаты исследований частотной зависимости глубины проникновения электромагнитных полей в тело человека на «трехмерной модели расчета поглощения, опубликованы Исследовательской лабораторией ВВС США (AFRL) на симпозиуме НАТО по оружию радиочастотной направленной энергии, состоявшемся в Копенгагене, Дания, 16-17 мая 2024 года», и приведены на рис. 3, где указаны направление падения, поляризация и частоты падающей волны [8]. Видим, что:

– на частотах до 70 МГц (длина волны λ составляет порядка 4,2 м) электромагнитное поле переноса на человека результатов исследований влияния электромагнитных полей на мелких животных в микроволновом диапазоне, рекомендованных в [9]. К сожалению, с этим документом до его появления технические специалисты тоже ознакомлены не были. Ряд положений этого документа указывает на невозможность реализации предлагаемых экспериментов на мелких живот- ных в микроволновом диапазоне.

Возвращаясь к характерным для обсуждаемой проблемы частотам на рисунке 1, отметим величину:

• 6    ГГц – эта частота в документах ICNIRP принята в качестве граничной частоты перехода к преобладающему поверхностному воздействию – более 86% мощности на частотах выше 6 ГГц рассеивается на поверхности взаимодействия [10]. На этих частотах нет контакта внутренних органов и тканей организма, как вещества, с другой формой материи – полем по простой причине его отсутствия. Отметим, что в настоящее время медико-биологические исследования воздействия электромагнитных полей акцентируются на кле-

• проходит через человека, естественно, с каким-то

точном и молекулярном уровне, на котором в затуханием;

• –    начиная с частот 200 МГц (λ = 1,5 м), электромагнитное поле уже не способно пронизывать тело человека насквозь, и вся энергия поглощается в объеме тела;

• –    на частотах до 1 ГГц (λ = 30 см) наблюдаются резонансные явления в голове;

• –    на частотах вблизи 3 ГГц (λ = 10 см) электромагнитная энергия локализуется на освещенной стороне тела до глубины 5 см;

• –    где-то к 6 ГГц (λ = 5 см) и далее глубина проникновения, постепенно уменьшаясь, становится менее 1 мм.

Кстати, риcунок 3 – это только один из примеров, который иллюстрирует несостоятельность реальности не происходит контакта внутренних тканей и органов с полем, тем не менее результаты обобщаются на организм в целом.

Эти ярко выраженные явления и эффекты на границе раздела соответствуют основным физическим представлениям электродинамики, однако они не нашли отражение при формировании ПДУ в отечественных нормативных документах (рисунок 2). Тысячекратный частотный диапазон (от 300 МГц до 300 ГГц) использования ПДУ, разработанного более 50 лет назад, с точки зрения отечественной санитарно-гигиенической науки отрицает очевидную частотную зависимость взаимодействия биологических объектов и электромагнитных полей.

RAW 70MHz 200MHz 700 MHz 1.0GHz 5.0GHz 5.0GHz XOGHz

Рисунок 3. Результаты исследований AFRL частотной зависимости глубины проникновения электромагнитных полей в тело человека [8]

Естественный ПДУ

Антропогенная электромагнитная обстановка на селитебных территориях последние десятилетия изменяется в сторону доминирования электромагнитных полей СВЧ диапазона, и причиной этого является бурное развитие и смена поколений сетей связи. Эта тенденция сохраняется и, более того, ожидается (6G) дальнейшее смещение приоритетов используемых частот в диапазон КВЧ и выше. Таким образом, уверенно осваивается низкочастотная часть диапазона инфракрасного излучения (рисунок 1), который используется природой для передачи энергии Солнца на Землю.

Известно, что создаваемая Солнцем ППЭ на уровне моря на экваторе достигает 1000 Вт/м2, а усредненное по земной поверхности и времени значение ППЭ составляет порядка 170 Вт/м2 [11], причем во время вспышек на Солнце эти значения увеличиваются. Ориентируясь на энергетическую оценку спектра излучения Солнца (рисунок 4), можно принять, что доля инфракрасного излучения 52%, что составляет для приведенных выше значений 520 и 88 Вт/м2, соответственно. Для средних широт усредненную величину реально принять равной 100 Вт/м2, что в пересчете на привычную для санитарно-гигиенической практики размерность будет составлять 10 мВт/см2.

Человечество постоянно облучается такими и более высокими уровнями естественного электромагнитного поля диапазонов КВЧ и инфракрасного излучения. По мнению автора, клинические исследования, проводимые природой продолжительностью тысячелетия со средними природными уровнями облучения человека порядка 10 мВт/см2, могут стать основой для приня- тия решения о санитарно-гигиеническом нормировании антропогенных полей в обсуждаемых и прилегаемых диапазонах. Естественно, что ПДУ электромагнитных полей антропогенных источников в этих диапазонах не может быть меньше уровня естественных источников излучения в 1000 раз, как принято сейчас в отечественной санитарно-гигиенической практике.

Если к этой величине применить традиционное правило десятикратного гигиенического запаса, то мы получаем ПДУ равный 1 мВт/см2. Такой и близкий к такому ПДУ имеют страны: США и Япония – 1 мВт/см2, Канада – 0,4 мВт/см2, Китай – 0,1 мВт/см2. Эти значения, обоснованные с позиций воздействия природных факторов, из категории нереальных и опасных уровней превращаются в аналитически обоснованные, нормальные и понятные нормы, позволившие зарубежным сетевым технологиям опережающими нас темпами бесконфликтно переходить от поколения к поколению. Гармонизация национальных норм, которая несколько десятилетий обсуждается у нас в стране, достижима, если мы в спокойной обстановке разберемся с частотной зависимостью электромагнитных воздействий, границей преобладающего поверхностного воздействия и уровнем природного облучения.

Заключение

Рассмотренные в статье вопросы к регламентациям электромагнитных полей находятся на стыке, с одной стороны, радиофизических и радиотехнических, с другой стороны – медико-биологических проблем. Именно эти вопросы актуализировались в связи переходом работы современных систем связи в диапазоны СВЧ и КВЧ,

Рисунок 4. Энергетическая оценка спектра излучения Солнца [11]

которые граничат и даже совпадают с инфракрасным излучением, и они определяют дальнейшее формирование стратегии и тактики организации ЭМБ населения.

Представленные к обсуждению аргументы и положения радиофизики, хорошо известные и понятные для одной стороны, совершенно не воспринимаются стороной медико-биологических проблем. Несмотря на радикальные изменения структуры, топологии и принципов размещения излучающих объектов, возросшее в десятки тысяч раз количество излучающих фрагментов на селитебных территориях, принципиально новые интерактивные режимы работы оборудования, смещение рабочих частот ближе к инфракрасному излучению и другие факторы, реализуется абсурдный сценарий незыблемости существующих норм и регламента организации защиты населения от электромагнитных полей.

В статье обсуждены только три критических вопроса к организации ЭМБ населения России – это частотная зависимость электромагнитных воздействий, граница преобладающего поверхностного воздействия и уровень природного облучения. Решение этих вопросов должно способствовать организации корректного подхода к обоснованию ПДУ с последующей разработкой адекватных рекомендаций и мероприятий по защите населения.

Технический прогресс неизбежен, и человек, участвуя в нем, должен быть защищен от техногенных факторов, воздействующих на него и окружающую среду. Эта сложнейшая задача должна решаться не путем компромисса между отдельными специалистами и ведомствами, а на основе серьезных научно-исследовательских работ, либо путем проведения анализа известных фактов, результатов и достижений науки. Ошибки и промахи в этой, казалось бы, рядовой экологической проблеме ЭМБ в лучшем случае приводят к отставанию развития отечественных технологий связи, а в худшем – к отставанию навсегда.