<<
>>

НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ. ЭЛЕКТРОСМОГ Общие представления

Неионизирующие излучения являются одним из самых мощных экологических факторов, действующих на человека в современном обществе. Это связано со следующими обстоятельствами:

• в силу развития цивилизации, повышения благосостояния населения интенсивность электромагнитного излучения увеличивается в 10 раз каждые 15 лет;

  • неионизирующие излучения действуют на все слои общества, включая новорожденных детей, беременных женщин, стариков и больных людей;
  • электромагнитное воздействие имеет непрерывный характер, т.е.
    действует на человека фактически круглосуточно.

Последние годы всю совокупность электромагнитных полей именуют электросмогом.

Электромагнитное поле (ЭМП) — это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле (Е) порождает магнитное поле (Я), а изменяющееся магнитное — вихревое электрическое поле; обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц ЭМП «отрывается» от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).

Электромагнитные волны характеризуются длиной волны — X (лямбда) и частотой — / Международная классификация электромагнитных волн по частотам приведена в табл. 12.6.

Таблица 12.6

Международная классификация электромагнитных волн по частотам

Частотный диапазон

Границы

диапазона

Волновой диапазон

Границы

диапазона

Крайние низкие (КНЧ)

3-30 Гц

Декамегаметровые

100-10 Мм

Сверхнизкие (СНЧ)

30-300 Гц

Мегаметровые

10-1 Мм

Инфранизкие (ИНЧ)

0,3-3 кГц

Гектокилометровые

1000-100км

Очень низкие (ОНЧ)

3-30 кГц

Мириаметровые

100—10 км

Низкие (НЧ)

30-300 кГц

Километровые

10-1 км

Средние (СЧ)

0,3-3 МГц

Гектометровые

1-0,1 км

Высокие (ВЧ)

3-30 МГц

Декаметровые

100-10 м

Очень высокие (ОВЧ)

30-300 МГц

Метровые

10-1 м

Ультравысокие (УВЧ)

0,3-3 ГГц

Дециметровые

1-0,1 м

Сверхвысокие (СВЧ)

3-30 ГГц

Сантиметровые

10-1 см

Крайне высокие (КВЧ)

30-300 ГГц

Миллиметровые

10—1 мм

Гипервысокие (ГВЧ)

ЗОО-ЗООО ГГц

Децимиллиметровые

1-0,1 мм

Для практических целей выделяют низкочастотный (3—3000 Гц), среднечастотный (0,3—3 МГц) и высокочастотный диапазоны (свыше 3 МГц).

Электрическое поле измеряется в вольтах на метр (В/м), магнитное — в тесла (Тл) или производных — миллитесла, тысячная доля тесла (мТл), микротесла, миллионная доля тесла (мкТл).

В странах СНГ на частотах выше 300 МГц принято измерять плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), который выражают в ваттах, милливаттах, микроваттах на единицу площади (квадратный метр, квадратный сантиметр). ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.

Важная особенность ЭМП — это деление его на так называемую «ближнюю» и «дальнюю» зоны.

В «ближней» зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника г lt; X ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает, обратно пропорционально квадрату (/• -2) или кубу (г~3) расстояния. В «ближней» зоне излучения электромагнитная волна еще не сформирована. Для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Я производятся раздельно.

«Дальняя» зона — это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинающаяся с расстояния г gt; З X. В «дальней» зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника (г-1).

В «дальней» зоне излучения устанавливается связь между ЕиН:

Е = 377Я,

где 377 — волновое сопротивление вакуума, Ом. Поэтому измеряется, как правило, только Е.

Упомянутые частотные диапазоны электромагнитных волн находят применение в различных видах человеческой деятельности. Сверхнизкий частотный диапазон является основой промышленной электросети (50 Гц). Очень низкие и низкие частоты — рабочие частоты компьютерных мониторов и дисплеев. Диапазон свыше 0,3 ГГц (микроволновый

диапазон) используется в радиотелефонии, бесшнуровых телефонах, сотовой связи, в микроволновых печах.

На рис. 12.11 показано применение различных частотных диапазонов в деятельности человека.

  1. Биологическое действие электромагнитных

полей

Установлено, что электромагнитные волны по-разному взаимодействуют с тканями человеческого организма.

Так, частоты вплоть до 10 МГц почти полностью проходят через человеческое тело. Электромагнитное излучение с меньшей длиной волны имеет разную проникающую способность в различных тканях (рис. 12.12).

Экспериментальные данные свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего поля ведущим является тепловой механизм воздействия. При от-

Частота, ГГц

 

 

   ¦ — жировая ткань • — мышечная ткань

носительно низком уровне излучения принято говорить о нетепловом, или информационном, характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало понятны.

На биологическую реакцию влияют следующие параметры ЭМП:

  • интенсивность;
  • частота;
  • продолжительность облучения;
  • модуляция сигнала;
  • сочетание частот ЭМП;
  • периодичность действия.

В настоящее время выделяют три механизма действия ЭМП:

  • мелатониновый;
  • туннелирующий;
  • резонансный.

Первый из них связан с функционированием эпифиза или шишковидной железы. Как было указано в гл. 2 настоящего пособия, она расположена в основании мозга, вырабатывает гормон мелатонин и ответственна за ход так называемых циркадианных циклов (биологических часов — чередование сна и бодрствования). Электромагнитное и особенно магнитное поля обладают способностью подавлять выработку эпифизом мелатонина. Это будет влиять на функционирование эндокринной системы организма, а через нее — на другие органы и системы, что при длительном воздействии может вести к заболеванию.

Согласно недавним исследованиям модулированное СВЧ ЭМП обладает туннелирующим эффектом на клетки головного мозга и тем самым открывает доступ для поступления через мембраны в мозг различных токсинов, в том числе тяжелых металлов.

Туннелирующий эффект связан с образованием в мембранах клетки пор или каналов, через которые может происходить движение ионов, которое сопровождается изменением ионного гомеостаза и функции клетки. В этом отношении особенно активно микроволновое излучение.

Помимо всего прочего, человеческий организм состоит из токопроводящих тканей (например, нервная) и жидкостей (кровь, лимфа, межклеточная жидкость). В силу этого обстоятельства тело человека в целом, а также его отдельные части представляют собой резонаторы, т.е. антенны. Из- за колебательного характера электромагнитного излучения резонанс может иметь место при определенных длинах волн, а также с их кратными частями — 1/2, 1/4 и 1/16 длиной волны. Резонансная частота человеческого организма или его частей для целой длины волны Г(МГц) может быть рассчитана по следующей формуле:

F-CILI1 ООО ООО,

где С — скорость свете в вакууме 2,99792456 • 108 м/с; L — длина тела человека или его частей, м.

Таким образом, при росте человека 1,7 м все тело является резонатором для длин волн с частотами 180, 45 и 11 МГц.

В качестве примера можно привести следующее. Диаметр головы взрослого мужчины или женщины в среднем равен 17—19 см, ребенка 5 лет — 16 см. Из-за этого голова взрослого и особенно ребенка является антенной для частот 450 и 900 МГц, применяемых в технологиях сотовой связи NMT-450 и GSM-900 соответственно.

Электрическая составляющая электромагнитного поля формирует на поверхности тела человека и в его внутренних органах определенный потенциал (от нескольких сот милливольт до десятков вольт). Этот потенциал взаимодействует с собственными биоэлектрическими импульсами органов человека, величина которых составляет всего несколько милливольт, и тем самым искажает функцию определенных органов и систем организма (нервной, сердечно-сосудистой систем).

Низкочастотное электромагнитное поле может переносить свою тактовую частоту на биологические структуры (например, нервные, мышечные волокна) и тем самым дис- координировать их функции.

Следствием этого могут быть нарушения функции коры головного мозга, ритма сердечных сокращений, а также другие проявления.

В подавляющем большинстве случаев облучение происходит полями относительно низких уровней. На современном этапе определены наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая системы. При этом их относят к критическим. Реакции этих систем должны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население.

Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы в центральной нервной системе, лейкозы, опухоли мозга, гормональные заболевания.

Особо опасны электромагнитные излучения для детей, беременных, людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной и сердечно-сосудистой систем, с аллергическими проявлениями, с ослабленным иммунитетом.

  • Нервная система. Является одной из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию ЭМП. На уровне нервной клетки, структурных образований, участвующих в передаче нервных импульсов, на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности. Изменяется нервная высшая деятельность, память. Определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность к ЭМП. Особенно высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.
  • Иммунная система. В настоящее время накоплено достаточно данных, указывающих на отрицательное влияние ЭМП на иммунологическую реактивность организма. Необходимо упомянуть нарушения процессов иммуногенеза, чаще в сторону угнетения. Возникновение аутоиммунных реакций связывают не столько с изменением антигенной структуры тканей, сколько с патологией самой иммунной системы, в результате чего она реагирует на нормальные тканевые антигены. В соответствии с этой концепцией основу всех аутоиммунных состояний составляет в первую очередь иммунодефицит по тимусзависимой клеточной популяции лимфоцитов.
    Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на Т-систему клеточного иммунитета.
  • Эндокринная система и нейрогуморальная реакция. При данной ответной реакции ведущее место отводится изменениям в гипофиз-надпочечниковой системе. Исследования показали, что при действии ЭМП, как правило, происходила стимуляция гипофизарно-адреналовой системы, что сопровождалось увеличением содержания адреналина в крови.
  • Половая и репродуктивная системы. Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и нейроэндокринной систем. ЭМП могут, например, вызывать уродства, воздействуя на эмбрион в различные стадии беременности. Наиболее уязвимые периоды — обычно ранние стадии развития зародыша, соответствующие периодам имплантации и раннего органогенеза. Отмечена более высокая чувствительность к воздействию ЭМП яичников, нежели семенников.

Результаты проведенных эпидемиологических исследований позволяют сделать вывод, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам, повлиять на развитие плода и, наконец, увеличить риск развития врожденных уродств.

Рассмотрим другие медико-биологические эффекты. С начала 60-х гг. XX в. в СССР были проведены широкие исследования по изучению здоровья людей, имеющих контакт с ЭМП на производстве. Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ-диапа- зоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которых определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Было предложено выделить даже самостоятельное заболевание — радиоволновую болезнь. По мнению авторов, оно может иметь по мере усиления тяжести клинических проявлений три синдрома:

  • астенический;
  • астеновегетативный;
  • гипоталамический.

Наиболее ранними клиническими проявлениями последствий воздействия ЭМП на человека (радиоволновая болезнь) являются функциональные нарушения со стороны нервной системы, проявляющиеся, прежде всего, в виде вегетативных дисфункций неврастенического и астенического синдрома. Лица, длительное время находившиеся в зоне действия ЭМИ, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна. Нередко к этим симптомам присоединяются расстройства вегетативных функций. Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются, как правило, нейроциркуляторної! дистонией (лабильность пульса и артериального давления, наклонность к гипотонии), болями в области сердца и др. Отмечаются также фазовые изменения состава периферической крови (лабильность показателей) с последующим развитием умеренной лейкопении, нейтропении, эритроцитопении. Изменения костного мозга носят характер реактивного компенсаторного напряжения регенерации. Обычно эти изменения возникают у лиц, по роду своей работы постоянно находящихся под действием ЭМИ с достаточно большой интенсивностью. Работающие с магнитными полями (МП) и ЭМП, а также население, живущее в зоне действия ЭМП, жалуются на раздражительность, неопределенную симптоматику. Через 1—3 года у некоторых появляется чувство внутренней напряженности, суетливость, нарушаются внимание и память, возникают жалобы на плохой сон, утомляемость.

Учитывая важную роль коры больших полушарий и гипоталамуса в осуществлении психических функций человека, можно ожидать, что длительное повторное воздействие предельно допустимых уровней ЭМИ (особенно в дециметровом диапазоне волн) может привести к психическим расстройствам.

<< | >>
Источник: Стожаров, А. Н.. Медицинская экология ; учеб. пособие / А. Н. Стожаров. - Минск : Выш. шк. — 368 с.. 2008

Еще по теме НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ. ЭЛЕКТРОСМОГ Общие представления:

  1. 2.б. Влияние на организм человека электромагнитных полей и излучений (неионизирующих)
  2. 3.2.3. Электромагнитные поля и излучения
  3. Лекция 10. НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ: ОПАСНОСТЬ, ОЦЕНКА, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ
  4. Тема IV. НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ И ИОНИЗИРУЮЩИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ (ИЗЛУЧЕНИЯ, ПОЛЯ) ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: МЕХАНИЗМ ЯВЛЕНИЯ, НОРМИРОВАНИЕ, БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ЗАЩИТА
  5. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
  6. 6.6.3. Защита от шума, электромагнитных полей и излучений Уровень интенсивности в свободном волновом поле.
  7. Лекция 11. ИОНИЗИРУЮЩИЕ ПОЛЯ И ИЗЛУЧЕНИЯ: ОПАСНОСТЬ, ОЦЕНКА, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ. БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
  8. Тема III. ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ (ИЗЛУЧЕНИЯ, ПОЛЯ) ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: МЕХАНИЗМ ЯВЛЕНИЯ, НОРМИРОВАНИЕ И ЗАЩИТА
  9. 2.1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
  10. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
  11. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
  12. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
  13. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
  14. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
  15. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
  16. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
  17. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ