Прогностическая модель биологической оценки эквивалентных уровней воздействий электромагнитных полей радиочастотного диапазона

Введение. Актуализация вопросов корректной оценки воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ) на организм человека в ближней зоне источника и совершенствования методов контроля определили необходимость разработки прогностической модели, обеспечивающей сопоставление различных условий воздействия с точки зрения их биологической эквивалентности.

Цель исследования — разработка прогностической модели, позволяющей проводить сопоставление различных условий облучения ЭМП РЧ биологических объектов с точки зрения их эквивалентности по отдельным биологическим эффектам.

Материалы и методы. Рассматривалась задача оценки эквивалентной экспозиции ЭМП РЧ лабораторных крыс и человека в условиях ближней и дальней зоны источника. Для ее решения предложено использовать совокупность критериев, включающих в себя как величины поглощения энергии в облученных объектах, так и время экспозиции, и позволяющих учитывать особенности видовой чувствительности организма человека и животных к данному фактору.

Результаты исследований. Представлены соотношения для расчета эквивалентных уровней интенсивности ЭМП РЧ для конкретного биологического объекта в ближней и дальней зонах. Даны соотношения для расчета уровней ЭМП в величинах плотности потока энергии (ППЭ) и энергетической экспозиции для условий облучения человека, эквивалентных экспериментальным условиям экспозиции крысы.

Обсуждение. Разработанная модель может использоваться при сопоставлении экспериментальных условий облучения в ближней зоне источника с величинами ППЭ, нормируемыми для зоны сформированной электромагнитной волны, что наиболее важно для диапазона частот >300 МГц, а также при интерпретации биологических эффектов ЭМП, полученных в экспериментах на животных, для оценки условий экспозиции человека. Так обеспечивается биологически обоснованный подход к контролю интенсивности ЭМП РЧ налюбом удалении от источника и сопоставление уровней напряженности поля с ППЭ в зоне сформированной электромагнитной волны.

Выводы. Предложенная модель учитывает физические закономерности поглощения энергии в различных объектах и различия в видовой чувствительности организмов к воздействию фактора; обеспечивает возможность прогнозирования критически важных уровней облучения для отдельных органов и систем человека, в том числе с учетом времени действия фактора.

1. СанПиН 2.2.4.3359–16. Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах. Утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ №81 от 21.06.2016.

2. СанПиН 2.1.82/2.4.1190–03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи. М.: ФЦГСЭН Минздрава России; 2003.

3. ICNIRP Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, Magnetic, and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz). Health physics. 1998; 74(4): 494–522.

4. IEC 62209–2 ed. 1. Human exposure to radio frequency fi elds from hand-held and body-mounted wireless communication devices — Human models, instrumentation, and procedures — Part 2: Procedure to determine the specifi c absorption rate (SAR) for wireless communication devices used in close proximity to the human body (frequency range of 30 MHz to 6 GHz). Geneva, International Electrotechnical Commission; 2010.

5. IEEE 1528–2013. IEEE Recommended Practice for Determining the Peak Spatial-Average Specific Absorption Rate (SAR) in the Human Head from Wireless Communications Devices: Measurement Techniques. New York, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.; 2013.

6. Савин Б.М. Проблема гигиенического нормирования электромагнитных излучений радиочастот на современном этапе. В кн.: Методологические вопросы гигиенического нормирования электромагнитных излучений радиочастотного диапазона. М.: НИИ ГТиПЗ АМН СССР; 1979: 12–42.

7. Штемлер В.М., Колесников С.В. Особенности взаимодействия электромагнитных полей с биообъектами. В кн.: Итоги науки и техники. Физиология человека и животных. Т. 22. Биологическое действие электромагнитных излучений. М.: ВИНИТИ; 1978: 9–67.

8. Кудряшов Ю.Б., Перов Ю.Ф., Рубин А.Б. Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения. М.: ФИЗМАТЛИТ; 2008.

9. Кузнецов А.Н. Биофизика электромагнитных воздействий: (Основы дозиметрии). М.: Энегоатомиздат; 1994.

10. Никонова К.В., Савин Б.М. Гигиеническое обоснование подходов к нормированию. В кн.: Методологические вопросы гигиенического нормирования электромагнитных излучений радиочастотного диапазона. М.: НИИ ГТиПЗ АМН СССР; 1979: 43–59.

11. Карпов В.Н., Галкин A.A., Давыдов Б.И. Некоторые аспекты дозиметрии при изучении биологического действия неионизирующего электромагнитного излучения. Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1984; 18(2): 7–22.

12. Дерни К.Х. Модели человека и животных применительно к электромагнитной дозиметрии: Обзор аналитических и численных методов. ТИИЭР. 1980; 68(1): 31–9.

13. Тяжелова В.Г., Тяжелов В.В., Акоев И.Г. Проблема определения эквивалентных интенсивностей хронических электромагнитных облучений человека и лабораторных животных. Известия Академии наук СССР. Серия биологическая. 1984; 3: 418–27.

14. Durney C.H., Massoudi H., Iskander M.F. Radiofrequency Radiation Dosimetry Handbook, 4th Edition (Report TR–85–73). Brooks Air Force Base, TX: USAF School of Aerospace Medicine; 1986. Available at: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a180678.pdf

15. Давыдов Б.И., Тихончук B.C., Антипов В.В. Биологическое действие, нормирование и защита от электромагнитных излучений. М.: Энергоатомиздат; 1984.

16. Тяжелова В.Г. Фактор времени при определении эквивалентных условий облучения человека и лабораторных животных. Радиобиология. 1981; 21(5): 791–5.

17. Думанский Ю.Д., Иванов Д.С., Карачев И.И. Проблема гигиенического нормирвоания электромагнитного поля с учетом видовых особенностей организма и времени действия фактора. Гигиена и сан. 1986; 12: 15–7.