Вплив електромагнітних випромінювань на організм

Електромагнітне поле (ЕМП) – - фізичне поле рухомих електричних зарядів, а якому здійснюється взаємодія між ними. Приватні прояви ЕМП – електричне і магнітне поля. Оскільки електричне і магнітне поля, що змінюються, породжують в сусідніх крапках простори відповідно магнітне і електричне поля, ці обидва зв'язаних між собою поля розповсюджуються у вигляді єдиного ЕМП. ЕМП характеризуються частотою коливань f (або періодом Т=1/f), амплітудою Е (або Н) і фазою j, що визначає стан коливального процесу в кожен момент часу. Частоту коливань виражають в герцах (Гц), кілогерцах (1 кГц = 103 Гц), мегагерцах (1 Мгц=10 Гц) і гигагерцах (1 Ггц = 109 Гц). Фазу виражають в градусах або відносних одиницях, кратних до. Коливання електричного (Е) і магнітного (И) полів, складових єдине ЕМП, розповсюджуються у вигляді електромагнітних хвиль, основними параметрами яких є довжина хвилі (1), частота (f) і швидкість розповсюдження v. Формування хвилі відбувається в хвилевій зоні на відстані більше 1 від джерела. У цій зоні Е і Н змінюються у фазі. На менших відстанях – в зоні індукції – Е і Н змінюються не у фазі і швидко убувають з видаленням від джерела. У зоні індукції енергія поперемінно переходить то в електричне, то в магнітне поле. Тут роздільно оцінюють Е і Н. У хвилевій зоні випромінювання оцінюється у величинах щільності потоку потужності – ватах на квадратний сантиметр. У електромагнітному спектрі ЕМП займають діапазон радіочастот (частота від 3104 ×Гц до 31012 ×Гц) і підрозділяються на декілька видів.

У екстремальних умовах, зокрема, в умовах космічного польоту джерелом ЕМП різних характеристик стає радио- і телевізійна апаратура.

У основі біологічної дії ЕМП на живий організм лежить поглинання енергії тканинами. Його величина визначається властивостями опромінюваної тканини або її електричними параметрами – діелектричною постійною (е) і провідністю (ы). Тканині організму у зв'язку з великим вмістом в них води слід розглядати як діелектрики з втратами. Глибина проникнення ЕМП в тканині тим більше, чим менше поглинання. При загальному опромінюванні тіла енергія проникає на глибину 0,1-0,001 довжин хвилі. Залежно від інтенсивності дії і експозиції, довжини хвилі і початкового функціонального стану організму, ЕМГГ викликають в опромінюваних тканинах зміни з підвищенням або без підвищення їх температури.

При дії ЕМП понад високочастотний діапазон (мікрохвилі) на експериментальних тваринах виявлено дві групи ефектів – теплові температури тіла, що супроводжуються підвищенням, і нетеплові – без загальної температурної реакції організму. Теплові ефекти спостерігаються при достатньо інтенсивних діях (умовно вище 10 мВт/см2). На думку більшості американських дослідників, термічний ефект є єдиним механізмом біологічної дії мікрохвиль. Вітчизняні дослідники визнають існування специфічної нетеплової дії. Ці ефекти спостерігаються при щільності потоку потужністю менше 10 мВт/см2.

При дуже інтенсивних діях мікрохвиль з підвищенням температури тіла на 4-5С °у лабораторних тварин розвивається характерна реакція: різке почастішання дихання і серцебиття, порушення серцевого ритму, підвищення артеріального тиску, генерализованные судоми. Досягши критичного рівня температури тіла тварина гине. При несмертельних теплових діях спостерігаються зміни різних систем організму. У певній послідовності розвиваються характерні зміни неврологічного і вегетативного статусу. Наголошуються різноманітні зміни біоелектричній активності мозку, не завжди чітко пов'язані з характером і інтенсивністю дії. На цьому фоні змінюються реакції мозку на світлові, звукові і вестибулярні роздратування; виявляється різке пригноблення умовно-рефлекторної діяльності. Істотно, що порушення вищої нервової діяльності можуть виникати у потомства при опромінюванні самців або вагітних самок. Спостерігаються зміни кровообігу і дихання, направлені на посилення тепловіддачі, – різке почастішання дихання, серцевого ритму, розширення шкірних судин і судин внутрішніх органів. При менш інтенсивних і триваліших діях ПЕКЛО після короткочасного підвищення знижується, урежается серцевий ритм, виникають екстрасистолія і зміни на ЕКГ. Є дані про порушення нейрогуморальной регуляції вегетативних функцій. При опромінюванні ділянки живота виникають виразки шлунку, тонкого і товстого кишечника. У собак наголошується пригноблення секреторної функції шлунку і сечовиділення. У реакцію на мікрохвильову дію залучаються залози внутрішньої секреції – кора і мозковий шар надниркових, щитовидна залоза, статеві залози, гіпофіз, про що свідчать зміни змісту гормонів в біологічних середовищах, деякі функціональні проби; морфологічні дані. Зміни статевих залоз приводять до порушення функції розмноження.

Змінюється морфологічний склад периферичної крові і кісткового мозку. Знижується зміст еритроцитів, наголошується лейкопенія або нейтрофільний лейкоцитоз, лімфоцитопенія, еозинопенія. Ефекти хронічних дій мікрохвиль неоднозначні. Після тривалих дій мікрохвиль частішали випадки лейкозу.

Різноспрямовані зміни зазнавав процес згортання крові.

Певні зрушення наголошуються в обміні речовин. Знижується інтенсивність окислювальних процесів і пов'язаний з ними енергетичний метаболізм. Зміни вуглеводного обміну виражаються в підвищенні рівня цукру а крові, зрушенні цукрової кривої управо, зниженні рівня фосфору і молочної кислоти в крові. Порушується білковий обмін – підвищується зміст альфа-, бета- і гамма-глобулинов в сироватці крові, а також обмін нуклеїнових кислот, електролітів, вітамінів.

Є вказівки на порушення тканинної проникності, зокрема гематоэнцефалического бар'єру, з якими зв'язують зміни функції мозку при мікрохвильових діях. При інтенсивних, переважно локальних, опромінюваннях очей можливе утворення катаракт.

Дія мікрохвиль нетеплової інтенсивності викликає реакції тих же систем організму, що і теплові дії. Проте, ці реакції, як правило, залишаються в межах фізіологічних коливань, виявляються переважно при хронічних діях.

Зведення про вплив мікрохвиль на організм людини отримані головним чином при обстеженні контингентів осіб, що працюють в умовах дії ЕМП. Встановлено, що найбільш чутливі до дії нервова і сердечнососудистая системи. Виявляються зміни ендокринної системи, обмінних процесів, функції нирок, шлунково-кишкового тракту, системи крові, органу зору. Ряд дослідників запропонували класифікації надвисокочастотних поразок по основному клінічному синдрому і тривалості контакту з джерелами випромінювання. Проте зміни, спостережувані при дії на організм людини мікрохвиль низької інтенсивності, не специфічні, вони є адаптивними і укладаються в рамки фізіологічних коливань. Крім того, непереконливий зв'язок деяких симптомів з дією ЕМП, оскільки у виробничій обстановці чоловік піддається одночасно дії комплексу чинників.

В даний час введені нормативи, що регламентують рівні мікрохвильових дій. Різні принципові підходи до механізму дії мікрохвильових випромінювань обумовлюють відмінності в гранично допустимих рівнях дій, прийнятих в різних країнах. У наший країні в діапазоні надвисоких частот вони складають 10 мкВт/см2, в США як базова нормативна величина прийнято 10 мВт/см2.

Вплив на організм низькочастотних ЕМП вивчений значно менше. Відомо, що дія ЕМП частотою 1-350 Гц впливає на нервову систему. У експерименті спостерігаються маловиражені і нестійкі порушення рухово-харчових умовних рефлексів, головним чином у вигляді розгальмування диференціювань, гальмування виробленого у тварин інструментального навику і умовно-рефлекторної реакції активного уникнення у мишей в Т-подібному лабіринті. Залежно від умов дії зміни біоелектричних процесів в мозку характеризуються десинхронізацією біострумів кори великих півкуль, появою повільних високоамплітудних коливань, або збільшенням числа повільних хвиль і веретен або збільшенням частоти і амплітуди біопотенціалів, іноді появою епілептиформних розрядів. Дію імпульсним ЕМП викликає у кішок дрімотний стан або сон, прояв на ЕКГ веретен або синхронізованої повільної активності. При дії низькочастотних ЕМП наголошується реакція серцево-судинної системи і дихання – урежение дихання, зниження ПЕКЛО, урежение серцевих скорочень, а також відхилення електричної осі серця вліво, збільшення показника систоли, шлуночкового комплексу і інтервалу Q-T, зниження вольтажу зубців Р і R на ЕКГ.

Спостерігаються посилення прямих і рефлекторних парасимпатичних впливів на серце і зміни функції ендокринних залоз. Гематологічні зрушення виражаються в збільшенні числа еритроцитів в крові і вмісту в них гемоглобіну, помірному збільшенні числа ретикулоцитов, переважно нейтрофільному лейкоцитозі. При хронічних діях наголошуються зрушення в системі згортання крові – придушення тромбопластической і підвищення антикоагуляційної активності крові, збільшення змісту Фібриногену в крові. Змінюється обмін вуглеводів, білків, нуклеїнових кислот, азоту. Залежно від частоти ЕМП збільшується або зменшується вміст цукру в крові, змінюється гліколітичне перетворення вуглеводів в деяких органах. Знижується загальний вміст білка в сироватці, Альбуміну і глобуліну (без змін альбумино-глобулинового коефіцієнта). При локальних діях збільшується судинно-тканинна проникність.

Одним з основних способів захисту від електромагнітних випромінювань (ЕМІ) є фізичний захист. Зазвичай мається на увазі два типи екранування: екранування джерела (зазвичай випромінюючого радіохвилі в ефір) від населених пунктів або обслуговуючих приміщень; екранування людей (груп або окремих осіб) від джерел ЕМІ. У всіх випадках використовуються радиопоглощагощие або матеріали, що радіовідображають, конструкції, споруди або природні екрани (лісонасадження, заглиблення джерел і так далі). При виборі матеріалів зазвичай враховують крізне і дифракційне загасання. Останнє враховується в створенні екранів на відкритій місцевості при екрануванні від радіовипромінюючих установок. Штучні і природні лісонасадження дають найбільші величини загасання – 3-10 дБ. Крізне загасання збільшується із зростанням частоти поля, товщини і магнітної проникності матеріалу. Нанесення тонких провідних прозорих плівок (зокрема, двоокиси олова) дозволяє отримати ослаблення ЕМІ 30 дБ.

Багато радіопоглинаючих матеріалів, які інтенсивно використовують з метою забезпечити «невидимість» (маскування) літального об'єкту, з успіхом можуть бути застосовані в системах колективного захисту людини від украй інтенсивних ЕМІ. У практиці захисту від ЕМІ використовують також сітчасті екрани. Розмір осередків і товщина дроту змінюються з довжиною хвилі.

До індивідуальних засобів захисту відносять різні види одягу { костюми, фартухи, шлемо, окуляри), створені, як правило, на основі металізованих матеріалів. Застосування цього одягу доцільне тільки в особливих випадках і при ППЕ більше 50 мВт/см2 (ремонтна робота з наладкою і перевіркою устаткування, аварійні ситуації, робота в могутньому антенному полі і так далі). При повсякденній роботі (ППЕ менше 10 мВт/см2) її застосування недоцільне, до того ж вона утрудняє рухи, погіршує тепловий режим людини і знижує працездатність. Оцінка екрануючих властивостей радиолетощающих і матеріалів, що відображають, – складне завдання. Це пов'язано з відмінностями радіочастотних властивостей стиків і різного роду конструктивних елементів, наявністю нерівностей, які сприяють появі резонансних явищ.

Організаційні заходи захисту від ЕМІ включають надзвичайно широкий круг питань, починаючи від технічного забезпечення персоналу дозиметрами, аж до визначення пільг по шкідливості. Перш за все необхідне раціональне (з погляду безпеки) розміщення випромінюючих об'єктів (РЛС, радіоелектронні засоби зв'язку і так далі), а також житлових об'єктів по відношенню до джерел ЕМІ, колективна і індивідуальна захисту і дозиметричний контроль.

Стосовно умов професійної діяльності можна позначити ще декілька організаційних принципів радіаційної безпеки.

1. Організація робочого часу. Мінімально можливий за часом контакт з ЕМІ.

2. Організація робочого місця. Знаходження у контакті з ЕМІ тільки по службовій необхідності; виконання тільки того, що визначене технічним або робочим процесом; виключення впливу відзеркалювальних поверхонь і заземлення оператора.

3. Організація роботи при аварійній ситуації. Чітка регламентація за часом і простору здійснюваних дій. Часто аварійна ситуація може бути багатофакторною: ЕМІ і іонізуюча радіація, електрично небезпечні ситуації і так далі В цьому випадку повинен вибиратися головний чинник. Зокрема, з цих трьох чинників ЕМІ РЧ менш небезпечний.

4. Льотчики, інженери, оператори і так далі повинні мати чітке уявлення про межі шкідливого і нешкідливого. Для цього необхідні чітка і об'єктивна інформація про абсолютно доведені ефекти ЕМІ, а також про значення радіовипромінюючих джерел для безпеки польотів, ефективності пілотування.

Особлива увага персоналу, що забезпечує безпеку роботи з ЕМІ, повинна бути обернене на випадки переопромінення, з'ясування причин і клінічних наслідків. Широке використання ЕМІ в техніці, медицині і побуті, неухильне зростання потужності джерел вимушують багатьох гігієністів і екологів дуже уважно відноситися до цього чинника зовнішнього середовища. Доречно підкреслити, що він немає для людини абсолютно чужим. Так, природний рівень ЕМІ в діапазоні 0,3 – 300 Ггц складає близько 30-40 мВт/м2: випромінювання Сонця -– 0,02, Землі = 3 і людини - 30-40 мВт/м2

Люди повинні знати про шкоду і користь застосування ЕМІ, правильно представляти межі допустимого використання джерел електромагнітних випромінювань, переступати які небажано. Для цього необхідно розумінні проблеми взаємодії людини з електромагнітним чинником у всьому його різноманітті: біологічному, екологічному і соціально-етичному.

Поиск по сайту: