Исследовательская и проектная деятельность

Грандлер Т., Мамеева-Шварцман И.М. Проект «Мобильное излучение»

Оригинaл материала размещен в выпуске № 08 (10) https://f.almanah.su/10.pdf


Уже несколько десятилетий практически все население, ученые, врачи, физики очень обеспокоены воздействием мобильного телефона на организм человека. Это связано с:
-         ростом числа пользователей сотовой связью;
-         близостью трубки телефона к голове;
-         продолжительным беспрерывным ношением наушников:
-         повышением случаев опухолей мозга.
Наша работа «Мобильное излучение» посвящена исследованию «мобильных» излучений и пропаганде способов защиты от них. Ведь лучше знать, что и к чему ведёт, и какие последствия ждут в будущем. А дальше уже дело лично каждого – прислушиваться к советам или оставить всё как есть, тем более, что человек не сразу становится взрослым и умным.
Цель: обратить внимание активных пользователей мобильными телефонами на постоянно исходящую невидимую опасность от их устройств и предложить доступные эффективные способы защиты от негативного «мобильного» воздействия.
Задачи:
-         изучить информацию о «мобильном» изучении и его влиянии на человека;
-         опросить посетителей школы о вреде излучений от мобильных средств связи;
-         организовать акцию по измерению уровня излучений от телефонов;
-         объявить всем результаты исследований и распространить памятки по способам защиты человека от негативных «мобильных» излучений.
Актуальность и практическая значимость исследования обусловлена ростом продолжительности пользования мобильными устройствами (с наушниками) подрастающим поколением (часто без серьёзной необходимости) и негативным влиянием на организм человека длительного и регулярного воздействия «мобильных» излучений. Результаты исследования можно использовать:
-         как неоспоримые доказательства небезопасности мобильных средств связи;
-         для просвещения детей и взрослых о мобильной опасности и эффективных способах защиты от неё;
-         с целью повышения интереса обучающихся к изучению физики и демонстрации им прикладного применения этой науки в реальной жизни.
Гипотеза: если мы продемонстрируем нашему окружению превышение допустимых норм «мобильных» излучений при исследовании их личных устройств и расскажем о негативном влиянии на организм человека этих лучей и о способах защиты от них, то число любителей продолжительного сидения в телефонах и бесконтрольного ношения наушников значительно уменьшится, так как любой здравомыслящий человек по инстинкту самосохранения будет стараться беречь себя.
Объект исследования: электромагнитное и радиоактивное излучения от мобильных средств связи («мобильные» излучения).
Предмет исследования: влияние на человека «мобильных» излучений.
Методы исследования:
-         изучение и анализ литературы, СМИ;
-         опрос посетителей школы;
-         проведение замеров электромагнитного излучения;
-         анализ полученных данных.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

РАЗДЕЛ 1

Мобильные излучения в теории

1.1. Виды излучений от мобильных средств связи и их гарнитуры
Мобильный (сотовый) телефон представляет собой малогабаритную радиостанцию, излучающую электромагнитные волны. Электромагнитное излучение (ЭМИ) увидеть невозможно и представить не каждому под силу, потому нормальный человек его почти не опасается. Волны же эти воздействуют на любые материалы.
Мобильные телефоны начинают работать в частотных диапазонах 1800 МГц и 1900 МГц, когда распространение волн становятся непредсказуемым. ЭМИ мобильников при достижении тела «греют» его, воздействуя на организм: например, поглощаются тканями головы — клетками мозга, сетчаткой глаза и всеми зрительными и слуховыми структурами.
Согласно существующим в России временным допустимым уровням ЭМИ плотность потока (ПП) на пользователей мобильных телефонов не должна превышать 100 мкВт/см2. В природных условиях значение плотности потока высокочастотного излучения исчезающе мало и составляет лишь 0,1 нВт/см2. Безопасный для человека уровень магнитного поля: 0,2 мкТл = 0,0002 мТл. Предельно допустимый уровень магнитного поля составляет 0,1 мТл при ежедневном 8-часовом воздействии.
Кроме ЭМИ мобильные устройства, являются источниками ионизирующего (радиоактивного) излучения (РАИ): бета-излучение (β) - электроны, которые могут проникать вглубь тела на несколько сантиметров; гамма-излучение (γ) - фотоны, т.е. электромагнитная волна, несущая энергию.
Нормы радиационной безопасности: в помещении: 15-20 мкР/ч (0,15-0,2 мкЗв/ч); для открытой местности: 8-12 мкР/ч (0,08-0,12 мкЗ/ч); безопасная норма: до 30 мкР/ч (до 0,3 мкЗв/ч); максимально допустимый уровень радиации: 65 мкР/ч (0,65 мкЗв/ч).
1.2. Негативное воздействие мобильных излучений на человека
Физическая медицина давно обратила свое внимание на изучение электромагнитных волн. Электромагнитное излучение частотой выше 1 МГц разогревает ткани организма (эффект микроволновой печи). Человеческие клетки очень болезненно относятся к этому процессу. Безусловно, он носит вероятностный характер. От перегрева тканей разрушаются белки в клетках, которые могут превращаться в раковые. Возможно возникновение доброкачественных опухолей, отмирание клеток, их «самолечение» и т.д.
Доподлинно известно, что электромагнитные поля воздействуют на нервную систему. Германские медики продемонстрировали, что электромагнитное излучение у разных людей вызывает депрессию и наоборот взрывы в настроении. Отклик организма очень индивидуален.
Сотрудники Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской Академии наук обнаружили, что работающий в режиме ожидания мобильник способен сократить и расстроить самые важные фазы ночного отдыха – быстрый сон и медленный сон.
Радиоволны от мобильных телефонов повреждают клетки в организме человека и изменяют его ДНК. К такому выводу пришли ученые, работающие над проектом Reflex, цель которого – исследование воздействия мобильных телефонов на человеческий организм.
Медики заявляют, что частые разговоры по сотовому телефону приводят к усталости, раздражительности, головокружению, бессоннице, тошноте, раздражению кожи, нарушениям половых функций у мужчин и женщин, а также к раку.
Европейские врачи уверены, что каждый 15 случай таких заболеваний – это следствие мобильной телефонии.
Попадая на незащищенные участки тела, бета-излучение оказывает воздействие, как правило, на верхние слои кожи. Если вещество, испускающее бета-частицы, попадет в организм, оно будет облучать внутренности человека.
А интенсивное гамма-излучение, если от него не защититься, может повредить не только кожу, но и внутренние органы.

РАЗДЕЛ 2

Мобильные излучения в нашей жизни

Для проведения нашего «мобильного исследования» мы в рамках школьной декады физики организовали работу ФСБ – Физической Службы Безопасности.


Рисунок 1. Физическая Служба Безопасности
Большой плакат об открытии ФСБ (Рис.2) был размещён в главном холле школы.


Рисунок 2. Плакат об открытии ФСБ
А на каждом этаже и всех его лестничных выходах мы расклеили объявления меньшего размера (Рис.3) о работе исследовательской лаборатории по:
-         измерению ЭМИ;
-         

Рис.2

  измерению ионизирующего бета-излучения (РАИ); -         определению магнитных и географических полюсов, указываемых мобильным телефоном.


Рисунок 3. Объявление о работе ФСБ
В первый и последний дни работы ФСБ были проведены опросы по электромагнитным и радиоактивным излучениям (Рис.4, 5).


Рисунок 4. Анкета «Опасности ЭМИ»


Рисунок 5. Анкета «Опасности РАИ»
По итогам работы ФСБ её активные сотрудники получили отдельную благодарность (Рис.6).


Рисунок 6. Активисты
2.1. Опрос «Опасности ЭМИ и РАИ» (№ 1)
С целью выяснения степени осведомлённости посетителей нашей исследовательской лаборатории ФСБ об опасности, исходящей от их собственных мобильных телефонов, мы провели опрос обучающихся 7-11 классов и учителей, предлагая им заполнить специальные бланки анкет (Рис.7).


Рисунок 7. Бланки опроса № 1
Было опрошено 78 человек. Результаты анализа ответов показали низкий уровень знаний о мобильных излучениях всех участников опроса, независимо от их возраста (Диагр.1).

Диаграмма 1


Эти данные ещё раз убедили нас в необходимости проведения открытого исследования телефонов респондентов и их просвещения о мобильной опасности и способах защиты от неё.
2.2. Способы обнаружения мобильной угрозы
ЭМИ и РАИ от мобильных телефонов посетителей нашей исследовательской лаборатории мы измеряли с помощью:
-         цифрового датчика магнитного поля (Рис.8);
-         цифрового датчика ионизирующего излучения (Рис.9);
-         программы «Цифровая лаборатория по физике» Российской компании ООО «Научные развлечения»);
-         дозиметра-радиометра Терра-П МКС 05 (Рис.10)


Рисунок 8. Цифровой датчик магнитного поля


Рисунок 9. Цифровой датчик ионизирующего излучения


Рисунок 10. Дозиметр-радиометр Терра-П МКС 05
. 0
2.3. Исследование мобильных излучений
В течение недели на больших переменах и после учебных занятий сотрудники организованной нами ФСБ исследовали мобильные телефоны (и наушники к ним) посетителей лаборатории (обучающихся и учителей) на уровень ЭМИ и РАИ (Рис.11) с тыльной и лицевой стороны устройств в зависимости от:
-         режима его работы;
-         наличия подключения к Интернету;
-         расстояния от поверхности до датчика


Рисунок 11. Проведение исследования

Рис.11


Исследовались телефоны и на их магнитную и географическую ориентацию (Рис.12).


Рисунок 12. Ориентация телефона в магнитном поле
Практически у всех моделей верхняя часть панели (динамик) указывала на магнитный юг (географический север с учётом отклонения). Теперь наши «клиенты» в экстремальных ситуациях смогут сориентироваться на местности с помощью своих неработающих телефонов.
Таким образом, выяснилось, что у всех моделей мобильных устройств и их наушников в разы (от 2 до 250 раз) превышено допустимое значение ЭМИ (0,1 мТл), а РАИ лишь в редких случаях было выше нормы. Особенно высоко ЭМИ у динамика с тыльной стороны. Всплески излучения наблюдались при начале вызова. Также было отмечено значительное уменьшение, вплоть до исчезновения, ЭМИ на расстоянии чуть больше 1 см от его источника, что свидетельствует об эффективности такого способа защиты.
Результаты каждого измерения вносились в индивидуальные сертификаты посетителей нашей лаборатории (Рис.13) и выдавались владельцам мобильных устройств.


Рисунок 13. Сертификат магнитной и радиоактивной безопасности
На оборотной стороне этих документов были памятки с указанием допустимых норм и способов уменьшения негативного воздействия ЭМИ и РАИ (Рис.14).


Рисунок 14. Памятки о магнитной и радиоактивной безопасности
Перед закрытием исследовательской лаборатории ФСБ её сотрудники подготовили и разместили в главном холле школы плакаты с информацией об ЭМИ и РАИ, о способах защиты от них.
2.4. Меры мобильной предосторожности
Ниже перечислены собранные из разных источников приёмы уменьшения вредного воздействия мобильных излучений. Способы защиты, подтверждённые нами экспериментально, отмечены *.
*Не разговаривать в машине, где электромагнитное излучение способно отражаться от металлического корпуса и действует в несколько раз сильнее, поскольку накапливается в салоне.
*Дождаться стабильной связи. Когда телефон «не ловит», его мощность повышается до максимальной величины.
Не носить длительное время сотовый телефон на груди, поясе либо в нагрудном (или внутреннем) кармане.
*Снимать очки с металлической оправой, поскольку наличие подобной оправы может привести к увеличению интенсивности электромагнитного поля, воздействующего на некоторые участки головы пользователя.
Выбирать мобильники с внешней антенной, а также хорошей, заявленной в характеристиках чувствительностью.
Не портить антенну телефона, так как изменение (нарушение структуры) ее геометрических параметров (размеров, изгибов, кручения и др.) ухудшает связь (изменяет условия приема, увеличивает мощность передатчика).
*Звонить на улице. Когда погода позволяет, лучше выйти прогуляться во время разговора. Стены помещения задерживают радиоволны в диапазоне 1-2 ГГц довольно сильно, понижая мощность сигнала на 10-20 дБ, т.е. в 10-100 раз. Из-за особенностей стандартов связи не вся дополнительная мощность может стать доступной при выносе телефона наружу, всё же, преимущество очевидно. Если на улицу выйти нельзя, то можно хотя бы повернуться так, чтобы голова не закрывала вид телефона в окно на улицу - это должно дать дополнительных 5 дБ.
Использование стационарной внешней антенны (круговой (например, автомобильной) или направленной). За городом связь плохая, поэтому мобильный телефон работает на полной своей мощности, стремясь связаться с базовой станцией.
Спать вдали. Не класть мобильные телефоны рядом с тем местом, где вы обычно спите.
*Держать трубку на расстоянии от уха. Затухание радиоволн пропорционально квадрату пройденного расстояния. Допустим, расстояние от антенны плотно прижатой к уху трубки до коры головного мозга составляет 1 см. Тогда, отодвинув трубку от уха всего на 1 см, можно увеличить расстояние до мозга вдвое (2 см), и мощность, излучаемая в мозг, уменьшится в 4 раза!
*Удерживать телефон в руке за нижнюю часть. В верхней части аппарата находится антенна, которая, при прикрытии рукой, теряет свою эффективность на 5-10 дБ, заставляя передатчик телефона повышать мощность как минимум в 3 раза. Это особенно актуально для телефонов с внутренней антенной (в народе говорят «без антенны»). Внутренняя антенна - это та же внешняя антенна, опущенная на пару сантиметров вглубь корпуса. Красиво и оставляет для хватки меньше места (двойная уязвимость от грабителей).
*Держать трубку вертикально. Радиоволны, даже такие короткие, как 1800 МГц (длина полуволны 8 см) - поляризованы, поэтому желательно, чтобы передающая и принимающая антенны были ориентированы одинаково (по традиции и по другим причинам - вертикально). Опыт показывает, что при простом изменении ориентации трубки GSM с вертикальной на горизонтальную, уровень принимаемого от базовой станции сигнала снижается в среднем на 5 дБ (в 3 раза).
Переключение телефона на диапазон 1800 МГц. Стандарт GSM предусматривает разные уровни максимальной мощности для ручного оборудования: 1 Вт для 1800 и 1900, 2 Вт для 900 и 850. Обычно выбор диапазона происходит автоматически и прозрачно для абонента. Блокировка нижнего диапазона 900 МГц вдвое снижает подверженность радиоизлучению. Главное - не забывать включать двухдиапазонный автомат при выезде за город, иначе можно легко остаться без связи.
*Подносить трубку к уху после ответа на том конце. В момент начала посыла вызова мобильный телефон работает на максимуме своей мощности независимо от качества покрытия в данном месте. Через 20 секунд после нажатия кнопки «Вызов» - как раз к началу разговора - излучаемая мощность снижается до минимально допустимого уровня. Первый длинный гудок появляется только где-то на 10-й секунде, так что бессмысленно после набора номера моментально прикладывать телефон к голове. В крупных городах с плотной сотовой сетью телефон может часто переключаться между базовыми станциями во время разговора (иногда по 10 раз в минуту!). При каждом таком переключении мощность прыгает до максимума и затем медленно падает.
Выбирать телефон с более низким SAR (Specific Absorption Rate). SAR, удельный коэффициент поглощения электромагнитного излучения организмом человека, может отличаться в 2-3 раза для разных моделей телефонов (как правило, от 0.3 до 0.9 Вт/кг) - соответственно пропорционально отличается и влияние на организм пользователя.
*Использовать устройства громкой связи или наушников. Доза облучения снижается. Правда, в последнем случае концентрироваться излучение будет в том месте, где в данный момент находится мобильник.
Установка сотового ретранслятора (репитера) в помещении с плохим уровнем сигнала снижает мощность излучения от мобильного телефона в 60 (!) раз, а плотность электромагнитного потока в 5,5 раз.
Жить дальше от базовой станции. Если вы живете поблизости с базовой станцией или на верхнем этаже рядом с расположенными антеннами, то по возможности лучше переселиться либо на нижние этажи, либо подальше от зоны базовой станции. Лучше жить в панельном доме, потому что опорные металлические конструкции панелей способны несколько блокировать и экранировать квартиру.
Причём независимо от того, пользуется ли человек телефоном или нет, когда телефон устанавливает контакт с базовой станцией (а происходит это несколько раз за день), излучение все равно присутствует, пусть и небольшое. Если же телефон просто лежит рядом с пользователем, то говорить об облучении практически не приходится.
Проект содержания официальных рекомендаций Министерства здравоохранения Российской Федерации для населения, использующего сотовые телефоны, и юридических лиц, ведущих деятельность в области сотовой связи.
1. Не использовать сотовые телефоны детям и подросткам до 16 лет.
2. Не использовать сотовые телефоны беременным, начиная с момента установления факта беременности и в течение всего периода беременности.
3. Не использовать сотовый телефон лицам, страдающим заболеваниями неврологического характера, включая неврастению, психопатию, неврозы, клиника которых характеризуется астеническими, навязчивыми, истерическими расстройствами, а также снижением умственной и физической работоспособности, снижением памяти, расстройствами сна, эпилепсией и эпилептическим синдромом, эпилептической предрасположенностью.
4. При использовании сотового телефона принимать меры по ограничению воздействия электромагнитного поля, а именно ограничить продолжительность разговоров (продолжительность однократного разговора - до 3 мин), максимально увеличивать период между двумя разговорами (минимально рекомендованный - 15 мин), преимущественно использовать сотовые телефоны с гарнитурами и системами «свободные руки» («hands free»).
В настоящее время современная промышленность для защиты от вредных воздействий мобильного телефона предлагает различные типы защитных устройств:
1. Wave Guard - устройство, предназначенное для замещения неблагоприятных электромагнитных излучений и защиты от них; используется в антеннах и позволяет защитить пользователей мобильных телефонов от прямого электромагнитного излучения.
2. Разработка биоэнергоприбора - энергокарты, полностью нейтрализующей вредное воздействие электромагнитных волн и преобразующей его в положительную для организма энергию, подпитывающую мозг и организм в целом: восстанавливает ясность мышления, прекращает головные боли, нормализует внутричерепное давление - волны сверхтонких полей энергокарты полностью восстанавливают биосистему человека.
3. Использование традиционных защитных фильтров (дают легкий положительный эффект).
4. Установка на корпусе источника нескольких локальных устройств, меняющих ориентацию негативных излучений. При определенных параметрах настройки может получиться положительный для человеческого организма гармонизирующий эффект.
5. Использование комплектов «Mini Hands Free» (переизлучающей антенны) уменьшает облучение головы и перераспределяет его на все тело.
6. Устройство защиты от электромагнитного поля «ФОРПОСТ-1» обеспечивает медико-биологическую защиту человека и предупреждает негативное влияние на него ЭМИ и утомляемость при длительном использовании мобильного телефона.
От бета-излучения можно защититься тонким листом металла, оконным стеклом и даже обычной одеждой.
Толстые слои железа, бетона и свинца являются отличными барьерами на пути гамма-излучения
2.5. Опрос «Опасности ЭМИ и РАИ» (№ 2)
В повторном опросе приняло участие 83 человека. На этот раз респонденты продемонстрировали результаты выше среднего (Диагр.2), причём высокие показатели были преимущественно у обучающихся 9-11 классов. Мы этому очень рады – значит, вся наша идея с ФСБ сработала, и наши «клиенты» будут осторожны.

Диаграмма 2


РАЗДЕЛ 3

ОПАСНАЯ НЕОБХОДИМОСТЬ

В последние годы, с учащением терроризма в отношении детей, средства сотовой связи родителей с детьми стали необходимыми, а зачастую жизненно важными.
В то же время мобильный телефон заменил детям игрушки. И дети, и подростки неизменно ко дню рождения, Новому году, 1 сентября, окончанию года с пятерками просят подарить им мобильный телефон.
Для ограничения пользования мобильным телефоном детьми некоторые операторы предлагают услуги, позволяющие ограничивать время звонков ребенка, количество абонентов. Специально для детей в продажу выпускают телефоны, с которых нельзя звонить никому, кроме папы и мамы.
Ежедневно подвергаются мобильному риску операторы call-центров, диспетчеры разных служб, менеджеры по продажам, секретари и представители многих других профессий, требующих постоянной мобильной готовности.
И в отличие от детей, взрослые могут сами регулировать уровень мобильной опасности как для себя, так и для своих близких.

ВЫВОДЫ

Сотовый телефон является устройством, которое несет потенциальную опасность для человека. Паниковать причины нет, но стоит, по возможности, оградить себя от возможных проблем со здоровьем. Ведь тем и отличается человек от всего другого живого мира, что он может изучать и делать выводы.
Продолжительное влияние электромагнитного излучения, даже относительно слабого уровня, может вызвать раковые заболевания, потерю памяти, болезни Паркинсона и Альцгеймера и даже повысить склонность к самоубийству. Электромагнитные излучения способствуют изменению гормонального статуса мужского организма, вызывают изменения в репродуктивной системе. Сложность проблемы заключается не только во влиянии на здоровье населения, но и на здоровье и интеллект будущих поколений. Идет возрастание врожденных аномалий развития.
Результаты наших исследований подтвердили выдвинутую нами гипотезу и показали многократное превышение норм мобильных излучений, обратив тем самым внимание участников эксперимента на серьёзность мобильной опасности и поспособствовав переосмыслению ими целесообразности долгого хождения в наушниках и сидения в телефоне.
В ходе работы организованной нами ФСБ все посетители лаборатории узнали о: видах излучений; невидимой опасности от своих мобильных устройств и наушников; нормах допустимого уровня ЭМИ и РАИ; о способах защиты от мобильных излучений. Это подтверждается сравнительным анализом опросов № 1 и № 2 (Диагр.3)

Диаграмма 3


ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1.       Влияние телефона на подростков // Сайт «Студенческая библиотека онлайн» [Электронный ресурс]. URL: http://studbooks.net/640850/sotsiologiya/vliyanie_telefona_podrostkov (дата обращения: 10.02.2018).
2.       Вред от мобильного телефона и способы защиты от излучения // Сайт «ВитаМарг – Жизненный путь» [Электронный ресурс]. URL: http://www.vitamarg.com/article?catid=0&id=409 (дата обращения: 08.02.2018).
3.       Подростки, телефоны и зависимость // Сайт областного государственного бюджетного учреждения «Центр социально-психологической помощи семье и молодежи» [Электронный ресурс]. URL: http://www.molodezh79.ru/novosti/item/9854-podrostki-telefoniy-i-zavisimostiy (дата обращения: 13.02.2018).
4.       Снижение электромагнитного излучения мобильных телефонов при установке сотового ретранслятора [Электронный ресурс]. URL: http://www.best-gsm.ru/safe.php (дата обращения: 17.02.2018).
5.       Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека // Сайт «Интегральная медицина XXI века: теория и практика» [Электронный ресурс]. URL: http://www.it-med.ru/library/ie/el_magn_field.htm (дата обращения: 13.02.2018).

Сведения об авторах

Мамеева-Шварцман Ирина Михайловна, научный руководитель, учитель физики, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Международный детский центр «Артек», Россия, пгт. Гурзуф.
Грандлер Тимур Романович, ученик 9 класса, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Международный детский центр «Артек», Россия, пгт. Гурзуф.
2018