Анализ излучения мобильных телефонов

Аннотация

Шарапов Р. В., Бебнева С. И. Анализ излучения мобильных телефонов Проведен анализ излучения мобильных телефонов различных производителей. Рассматриваются производители с самым высоким уровнем облучения, проводится анализ динамики изменений облучения в течение нескольких лет.

Общая постановка проблемы

Последние несколько лет характеризуются интенсивным развитием системы сотовой телефонной радиосвязи. Широкий выбор и качество предлагаемых телекоммуникационных услуг, а также доступная цена, привели к тому, что на сегодняшний день в мире насчитывается порядка 300 миллионов пользователей сотовой связью, из них более 8 миллионов — в России. Как следствие, широкое распространение получили новые функциональные источники электромагнитного поля радиочастотного диапазона — мобильные телефоны, способные генерировать электромагнитные поля гигиенически значимых уровней. Всё вышесказанное делает проблему санитарно‑гигиенического надзора за объектами системы сотовой радиосвязи особенно актуальной и социально важной.

Анализ предыдущих исследований

Основным нормируемым параметром в зарубежных нормативно‑методических документах для рабочего диапазона частот системы сотовой радиосвязи является средняя удельная поглощенная мощность (англ. SAR, Specific Absorption Rate), измеряемая в Вт/кг:

где σ — проводимость биологической ткани;

ρ — её плотность (удельный вес);

Е — действующее (среднеквадратическое) значение напряженности электрического поля в биологической ткани [1, 2]

Этот параметр представляет собой мощность, поглощаемую 1 кг ткани тела человека в реальных условиях и, таким образом, при его определении учитываются практически все аспекты, связанные с электромагнитным полем в ближней зоне: характеристики источника, искажения, вносимые телом, неоднородность биологических тканей в отношении диэлектрических свойств, возможный эффект концентрации электромагнитного поля внутри тела.

SAR определяют как путем усреднения по всему телу (усредненный SAR), так и по фрагменту ткани весом 1–10 г (пространственный или локальный SAR). Кроме того, SAR усредняется по времени за характерный интервал времени усреднения, который в разных стандартах варьируется от 6‑ти до 30‑ти минут.

Определение SAR от сотовых телефонов проводится (или планируется проводиться) двумя основными методами:

• с помощью фантома — более или менее точной копией человеческого тела. Фантом может быть различной формы (кубической, шарообразной и так далее), однородный или неоднородный, заполненный жидкостью, гелиевой массой или твердым веществом. Электрические свойства наполнителя должны в той или иной мере соответствовать электрическим свойствам реальных биологических тканей (костей, мускулов, мозга, крови и тому подобным). В качестве датчика электрического поля используется имплантируемая миниатюрная изотропная антенна. Измеряя напряженность электрического поля в различных точках фантома и учитывая электрические параметры наполнителя в каждой конкретной точке, можно, пользуясь формулой, определить SAR. Для определения SAR используют также имплантируемый миниатюрный датчик температуры, калориметрическую методику и так далее;
• с помощью компьютерного моделирования. SAR возможно рассчитать, не прибегая к практическим измерениям, воспользовавшись одним из описанных в литературе численных методов — методом конечных разностей, методом моментов и тому подобным. Все эти методы используют цифровые модели человеческого тела, которые по своему качеству варьируются от простых блочных до высокоточных моделей, созданных на основе данных, полученных при магнитно‑резонансной томографии.

В перечисленных методах тело человека разбивается на некоторое количество считающихся однородными кубических ячеек. Далее, зная тип излучающей антенны, ее диаграмму направленности и выходную мощность сотового телефона, в каждой такой ячейке можно, учитывая граничные условия, рассчитать SAR.

Существуют различные нормы уровня SAR для разных стран [1]. Некоторые величины приведены в таблице 1. Не смотря на то, что по действующим нормам в странах Европы и России уровень SAR не должен превышать 2,0, многие исследователи считают, что опасным можно считать SAR больше 1,0 [1], а иногда даже 0,2 [3].

Цель работы

Провести анализ вредного воздействия мобильных телефонов разных производителей.

Материал и результаты исследований

На основании зарубежных исследований [1, 4] был проведен анализ вредного воздействия мобильных телефонов разных производителей. Рассматривались только результаты исследований, проведенных одной лабораторией [1, 2]. Остальные результаты не рассматривались из‑за возможных отличий в точности измерения.

В результате было получено процентное распределение моделей телефонов с уровнями SAR различных диапазонов (таблица 2, рисунок 1) и среднее значение SAR для всех моделей каждого производителя (рисунок 2).

Исследования показали, что среди моделей таких производителей, как Alcatel, BenQ, Elson, HTC, LG, Sagem, SonyEricsson более 20%, а среди телефонов Benefon и Swisscom около половины моделей имеют уровень SAR > 1.

Немного лучше ситуация с телефонами Blackberry, Motorola, NEC, Nokia, Orange, Philips, Samsung, Sharp, Siemens, Vodafone, в которых процент телефонов с уровнем SAR > 1 составляет менее 20%. С этой точки зрения телефоны BenQ‑Siemens, E‑ten, O2, Panasonic, Qtek, TelMe, T‑Mobile, Trium, Toshiba, VK Mobile наиболее предпочтительны, так как у данных производителей нет ни одной модели, имеющей высокий уровень излучения.

Рассматривая уровень телефонов с низким уровнем излучения (SAR менее 0,25) можно сделать вывод, что наилучших результатов достигли Blackberry, LG, O2, Orange, Philips, Qtek, Samsung, Swisscom, TelMe, T‑mobile и Vodafone (таблица 2). Наиболее худшие показатели демонстрируют E‑ten, Motorola, Sagem, SonyEricsson, Trium и VK Mobile, у которых суммарная доля телефонов с уровнем SAR меньше 0,5 не превышает 10% всех моделей. Более интересно сравнение относительной вредности телефонов разных производителей (средний уровень SAR). С этой точки зрения телефоны BenQ‑Siemens, O2, Orange, Qtek, Sharp, TMobile, Toshiba, Vodafone являются наиболее предпочтительными. Наиболее высокий уровень излучения наблюдается у Benefon, Benq, Elson, LG, Motorola, Sagem, SonyEricsson, Trium (рисунок  2).

Рассмотрим динамику изменения среднего уровня SAR по годам. Для анализа был взят период с 2002 по 2008 года (таблица 3, рисунок 3). Так как модели телефонов меняются постоянно, за основу были приняты последние результаты измерений для каждой модели (что соответствует году снятия с производства этой модели). Надо заметить, что к данным 2008 года надо относиться осторожно, так как список моделей телефонов за этот год является неполным (данные еще получаются и обновляются, ведь год еще не закончен).

Результаты представляют большой интерес. Например, у таких производителей как Alcatel, Nokia, Philips, Sagem, Sony Ericsson наблюдается явная тенденция к увеличению уровня SAR. Это подтверждают данные о количестве моделей с уровнем SAR > 1 (рисунок 4).

Sony Ericsson ежегодно увеличивает число таких моделей. В 2007 году число моделей достигло 8‑ми. Аналогичная ситуация наблюдается у Sagem, где число моделей достигло 14‑ти и у Nokia — 10. У Nokia до 2006 года вообще не было моделей с уровнем SAR > 1, а позднее число моделей стало резко расти. Аналогичный рост с 2006 года можно наблюдать у Alcatel, Sagem и SonyEricsson, с 2005 года — у Motorola.

Подсчет суммарного количества моделей с уровнем SAR > 1 позволяет сделать вывод о его постоянном росте начиная с 2005 года (рисунок 5). Только в 2003 и 2004 годах наблюдалось снижения количества.

Выводы

Подводя итоги, можно сказать, что с наибольшей осторожностью необходимо относиться к телефонам следующих производителей: Alcatel, BenQ, Elson, HTC, LG, Sagem, SonyEricsson, так как уровень излучения от них часто бывает высоким. Наиболее предпочтительными следует считать модели следующих производителей BenQ‑Siemens, E‑ten, O2, Panasonic, Qtek, TelMe, T‑Mobile, Trium, Toshiba, VK Mobile, так как уровень излучения от них наименьший.

Список использованной литературы

1. Handystrahlung [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.handystrahlung...
2. Vrednost.Ru | Вредное воздействие мобильных телефонов [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.vrednost.ru/
3. Nova Institut [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.nova-institut.de/
4. Sar Values [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://sarvalues.com/
5. Шарапов Р. В. Мобильные телефоны: вредное воздействие // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности/ Сб. науч. работ. Вып. 4. — Муром: Изд.‑полиграфический центр МИ ВлГУ, 2007. — С. 143–144.