Технический анализ: новый стандарт поможет оценить воздействие беспроводных устройств на здоровье их пользователей
ТоЧки доступа Wi-Fi приобретают все большую популярность. К 2005 г., как ожидается, их число удвоится, но уже к концу года нынешнего подобными услугами будет охвачено около 9 млн. пользователей. Столь быстрое распространение беспроводных технологий делает электромагнитную среду нашего обитания чрезвычайно насыщенной. Приведенные выше прогнозы фирмы Gartner ставят перед исследователями серьезнейший вопрос: какой уровень радиочастотного излучения можно считать допустимым на рабочих местах и в общедоступных зонах?
Вот уже долгие годы не прекращаются споры относительно потенциального воздействия на человеческий мозг сотовых телефонов и других портативных передатчиков со встроенными антеннами. Теперь же предметом обсуждения становятся и быстро распространяющиеся радиосервисы наподобие работающих в микроволновом диапазоне мостов "точка - точка" и беспроводных приемо-передатчиков семейства стандартов 802.11x.
Пользователям подобных устройств, обслуживающему персоналу да и многим другим в ближайшее время предстоит моральное испытание. Всем им нужно будет решить, чего больше - успокоения или обиды - несет в себе сообщение о том, что их голова будет моделироваться как нечто вроде мешка с плохо проводящей электричество жидкостью внутри. Именно такой метод заложен в основу нового стандарта электрических измерений Американского института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике IEEE и предназначен он для измерения параметра, формально носящего сложное название "пиковая пространственно-усредненная удельная поглощательная способность" радиочастотной энергии в материале, по своим электрическим характеристикам эквивалентном человеческому мозгу.
Важно отметить, правда, что в этом стандарте описана лишь процедура измерения поглощаемой энергии, излучаемой, например, малогабаритными приемопередатчиками, работающими в непосредственной близости к голове человека на частотах от 300 МГц до 3 ГГц. О предельно допустимых значениях этих параметров новая спецификация IEEE ничего не говорит, предоставляя решение подобных вопросов законодательным органам отдельных стран. А это значит, что здесь остается большой простор для дискуссий.
| Стандарт моделирования процессов поглощения энергии радиоволн - это лишь исходная точка большой дискуссии. |
В радиоволнах присутствуют и электрические, и магнитные поля. Электрическая составляющая электромагнитных волн создает на антенне разность потенциалов, вследствие чего в содержащей ее цепи начинает протекать электрический ток, который затем усиливается и проходит через фильтр, выделяющий полезный сигнал. Именно так функционирует любой радиоприемник. Вопрос в том, насколько человеческое тело приспособлено для работы в качестве такой антенны. И будут ли наводимые токи оказывать вредное влияние не только посредством тривиального механизма наподобие разогрева ткани, но и путем менее очевидного воздействия отдельных частот даже при очень слабых сигналах.
На изучение описанных эффектов влияет и геометрия отдельных органов, и их взаимное расположение, поскольку "антенные" свойства любого объекта определяются его эквивалентной электрической длиной и ориентацией относительно электрического поля. Эквивалентная длина объекта больше его физической длины, так как электрические поля распространяются в нем (будь то линия передачи или человеческий мозг) со скоростью меньшей, чем скорость света в вакууме. В идеальной модели для эффективного приема энергии на частоте порядка 1,5 ГГц нужна 10-сантиметровая антенна, размещенная под правильным углом к радиолучу и лежащая в одной плоскости с его электрическим полем. Однако на практике оптимальные размеры такой антенны оказываются меньшими, поскольку в материале, из которого она изготовлена, сигнал распространяется медленнее, чем в вакууме.
Очень важно найти ответ еще на один вопрос: проходят ли электромагнитные волны через объект свободно, или имеют место резонансные эффекты. Поскольку голова человека мало пригодна для тестирования, IEEE пришлось разрабатывать специальную модель человеческого мозга со схожей реакцией на воздействие радиоволн, с тем чтобы проводить на ней нужные измерения.
Недавно принятая рекомендация IEEE 1528 разрабатывалась на протяжении нескольких лет. Еще находясь на стадии проекта, эта спецификация оказала влияние на такие важные законодательные документы, как изданный инженерно-техническим управлением Федеральной комиссии США по электросвязи бюллетень 56 "Вопросы и ответы относительно биологического воздействия и потенциальной опасности радиочастотных электромагнитных полей". С его четвертой редакцией, опубликованной в августе 1999 г., можно познакомиться по адресу: www.fcc.gov/oet/info/documents/bulletins/#56.
Основываясь на метрологических стандартах, Федеральная комиссия по электросвязи разрабатывает нормы допустимого радиочастотного облучения наподобие тех, что приведены на странице www.fcc.gov/cgb/consumerfacts/rfexposure.html. Вблизи вышек с антеннами сотовой связи, например, не рекомендуется допускать людей в зоны с интенсивностью излучения выше 580 микроватт на квадратный сантиметр.
В свободном пространстве излучение от передатчика распространяется одинаково по всем направлениям, так что поток энергии равномерно распределен по поверхности сферы, в центре которой находится передающая антенна. Отсюда следует, что плотность потока энергии снижается пропорционально квадрату расстояния. Простой расчет показывает: вред здоровью человека будет нанесен в том случае, если он окажется на расстоянии менее 117 см от 100-ваттного передатчика, где напряженность электромагнитного поля превышает рекомендованное значение, и будет находиться там под облучением в течение нескольких минут.
И все это у вас в голове? |
Рекомендации IEEE по измерению электромагнитного воздействия поднимают ряд проблем безопасной работы с радиоизлучающей аппаратурой, но не решают их. · Документ IEEE Practice 1528, опубликованный в августе, описывает модель человеческого мозга, с помощью которой можно измерять поглощение радиочастотной энергии. · Определение предельно допустимых значений облучения остается прерогативой Федеральной комиссии по электросвязи и все еще вызывает много разногласий. · Большинство дискуссий затрагивает лишь "сильные" эффекты разогрева тканей. Некоторые эксперты-медики предупреждают о том, что даже слабые сигналы определенной частоты повышают опасность возникновения онкологических заболеваний. · Уровень облучения обратно пропорционален квадрату расстояния от источника. Наилучшей защитой является применение наушников и других устройств, позволяющих увеличить расстояние между пользователем и антенной. |
Сложнее дело обстоит с мобильными телефонами. Они хотя и излучают считанные доли ватта, но находятся-то в нескольких сантиметрах от головы! А ведь при мощности передатчика всего в 0,1 Вт рекомендованная Федеральной комиссией напряженность электромагнитного поля - пусть даже ее воздействие ограничивается небольшим фрагментом тела - превышается уже на расстоянии менее 4 см.
Что же даст новая стандартная модель поглощения электромагнитной энергии человеческим мозгом? Скорее всего, она лишь положит начало новым спорам. Об этом свидетельствуют и высказывания ряда врачей, включая доктора Роберта Бекера, который в своих книгах "Cross Currents" и "The Body Electric" исследует биологические эффекты электромагнитных полей.
Точку зрения Бекера и его коллег можно перевести на простой язык примерно так: сильные эффекты, включая простое поглощение энергии и превращение ее в тепло, хороши для оценки микроволновых печей, но ни в коей мере не отражают сложные процессы в живых организмах.
В интервью The EMR Network (emrnetwork.org/faq/faq.htm) Бекер заявил, что инженеры и физики рассматривают живые клетки как "крохотные пластиковые мешочки, заполненные мясным бульоном" (что, по существу, практически не отличается от концепции IEEE) и задаются лишь одним вопросом: "Сколько энергии потребуется на разогрев всего этого?".
Однако, как подчеркнул Бекер в этом интервью, "...любой биолог знает, что тело намного сложнее такой модели". Поясняя свою мысль, он продолжил: "Тело создает собственные электрические токи, которые управляют различными процессами. Исцеление ран, например, тесно связано с весьма специфичными токами и напряжениями. Поэтому концепция, которую берут за основу своих теорий физики и инженеры, неверна в самом корне".
Даже те, кто не полностью разделяет тревоги Бекера, все же согласны с ним в том, что нужно различать краткосрочное электромагнитное облучение высокого уровня (которое легко поддается тестированию в лабораторных условиях) и долговременное слабое облучение (измерение которого требует гораздо больших затрат). При этом исследования необходимо проводить на разных частотах, чтобы выявить резонансные эффекты в органах разного размера и структуры.
И чем шире будут применяться радиоканалы в сетях передачи голоса и данных, тем острее будет становиться проблема возможных побочных эффектов радиочастотного облучения. Со временем она станет затрагивать все больше людей и охватывать более обширные территории.
С техническим редактором Питером Коффи можно связаться по адресу: peter_coffee@ziffdavis.com.
