Аналіз побічних медико-біологічних ефектів дії неіонізуючого електромагнітного поля

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ «КПІ»

КАФЕДРА БІОМЕДИЧНОЇ ІНЖЕНЕРІЇ

Реферат на тему:

«Аналіз побічних медико-біологічних ефектів дії неіонізуючого електромагнітного поля»

Виконала: студентка БМ-81м

Гришина Наталія Леонідівна

Перевірив: Орел Валерій Еммануїлович

Київ - 2012

Зміст

Вступ

1. Види дослідження біологічної дії ЕМ випромінювань

2. Біофізика взаємодії ЕМВ з біологічними об'єктами

3. Реакція організму людини на вплив ЕМ випромінювань

3.1 Вплив випромінювань РЧ та НВЧ

3.2 Роль випромінювань ВНЧ в прискоренні зростання ракових клітин

3.3 Катаракта, як результат дії випромінювань РЧ та НВЧ

3.4 Слухові ефекти при впливі випромінювань РЧ та НВЧ

3.5 Експериментальна оцінка впливу електромагнітних випромінювань промислової частоти на організм людини

4. Біологічні ефекти, викликані магнітними полями

5. Чутливість до ЕМВ

6. Розрахунок рівня ЕМП, часто використовуваних у виробничих умовах

Використана література

Вступ

електромагнітний випромінювання організм

В останні кілька років особливу роль в якості джерел ЕМВ, що впливають на людину, відіграють стільниковий зв'язок, ПЕОМ, супутниковий зв'язок, ЕМВ ПЧ, радіо-і телевізійне мовлення. Дослідження їх біологічної дії проводяться по кожному конкретному джерелу ЕМІ за участю людини-користувача. Оцінюється поглинена доза і її розподіл в структурі того чи іншого органу (в головному мозку, в серці і т.д.). Використовується комплекс клініко-фізіологічної апаратури з реєстрацією безпосередніх і віддалених можливих проявів впливу ЕМВ (перш за все, нервової системи), систематично тестується психічний статус користувача. Розпочато епідеміологічні дослідження можливих віддалених наслідків при використанні конкретної апаратури.

Експериментальні дані як вітчизняних, так і зарубіжних дослідників свідчать про високу біологічну активність ЕМП в усіх частотних діапазонах. При відносно високих рівнях опромінювання ЕМП сучасна теорія визнає тепловий механізм впливу. При відносно низькому рівні ЕМП (наприклад, для радіочастот вище 300 МГц це менше 1 мВт/см2) прийнято говорити про нетепловий або інформаційний характер впливу на організм. Механізми дії ЕМП в цьому випадку ще мало вивчені.

Численні дослідження в області біологічної дії ЕМП дозволяють визначити найбільш чутливі системи організму людини:

· Нервова

· Імунна

· Ендокринна

· Статева

Ці системи організму є критичними. Реакції цих систем повинні обов'язково враховуватися при оцінці ризику впливу ЕМП на населення. Біологічний ефект ЕМП в умовах тривалого багаторічного впливу накопичується, в результаті можливий розвиток віддалених наслідків, включаючи дегенеративні процеси центральної нервової системи, рак крові (лейкози), пухлини мозку, гормональні захворювання.

Електромагнітні поля можуть бути особливо небезпечні для дітей, вагітних (ембріон), людей із захворюваннями центральної нервової, гормональної, серцево-судинної системи, алергіків і людей з ослабленим імунітетом.

1. Види дослідження біологічної дії ЕМ випромінювань

Для визначення гранично допустимих рівнів загальноприйняті такі основні види досліджень: дослідження біологічної дії ЕМВ в заданих умовах на тваринах, дослідження на людях-добровольцях, епідеміологічні та клініко-фізіологічні дослідження.

Дослідження на тваринах проводяться в усіх випадках при розробці санітарних норм. У тварини, опроміненої в заданих умовах, контролюються зміни, що відбуваються на рівні клітини, системи (кровоносної, нервової, ендокринної і т. д.) і в організмі в цілому.

Дослідження на добровольцях застосовуються на більш пізніх етапах розробки санітарних норм і у випадках відсутності явної гострої небезпеки для здоров'я людини. Як приклад, проводять дослідження на добровольцях біологічної дії ЕМВ мобільного телефону. Експерименти на добровольцях не можуть дати повної картини біологічної дії конкретного ЕМВ, оскільки фіксують лише поточні зміни контрольованих параметрів, але не можуть прогнозувати наслідки цих змін. Для вирішення цієї проблеми служать два типи досліджень.

Епідеміологічні дослідження використовуються для вивчення віддалених наслідків біологічної дії ЕМВ, особливо малих рівнів, стабільних і діючих протягом тривалого часу. В якості прикладу можна назвати дослідження наслідків біологічної дії магнітних полів промислової частоти, що широко проводяться в наш час.

Клініко-фізіологічні дослідження, як правило, проводяться у вигляді спостережень за зміною стану здоров'я людей, що піддаються опроміненню в процесі своєї професійної діяльності. Наприклад, у результаті проведених в Росії ще в 60-ті роки клінічних досліджень було встановлено, що тривалий контакт з ЕМВ в НВЧ-діапазоні може призвести до розвитку захворювань, клінічну картину яких визначають, насамперед, зміни функціонального стану нервової та серцево-судинної систем. В результаті було запропоновано ввести в перелік захворювань нове поняття - «Радіохвильова хвороба».

2. Біофізика взаємодії ЕМВ з біологічними об'єктами

Організм людини здійснює свою діяльність шляхом ряду складних процесів і механізмів та, в тому числі, з використанням внутрішньо-і позаклітинної електромагнітної інформації та відповідної біоелектричної регуляції. Електромагнітне середовище проживання фактично може бути розглянуте як джерело перешкод у відношенні життєдіяльності людини і біоекосістем. У цьому зв'язку виникає проблема біоелектромагнітної сумісності як вельми складної системи взаємодії живої природи та технічних засобів, джерел ЕМВ. У цій ситуації живий організм змушений постійно шукати захист від мінливого оточення, використовуючи свої внутрішні можливості.

При взаємодії електромагнітних випромінювань з біологічними об'єктами поглинається лише частина енергії. У цьому випадку використовують наступний принцип: в речовині може викликати зміни тільки та частина енергії випромінювання, яка поглинається цією речовиною; відображена або енергія, що проходить не надає ніякої дії (принцип Гроттгосуса).

Ця взаємодія носить біофізичний характер, тобто відбувається процес поглинання і безпосереднього розподілу поглиненої енергії на рівні біотканин цілого організму. При цьому тканинні системи називаються біомікросистемами, а окремі частини тіла (голова, тулуб і т.д.) - біомакросистемами.

На відміну від іонізуючого випромінювання, яке безпосередньо створює електричні заряди, електромагнітні випромінювання не володіють іонізуючою здатністю і впливають лише на вже наявні вільні заряди або диполі. Діелектричні властивості біотканин сильно залежать від їх хімічного складу, частоти коливань, що відбуваються всередині біологічного об'єкта. Електромагнітні властивості визначають процеси проходження енергії через шари речовини, відображеної на кордонах їх розділу, і поглинання всередині тканин.

Діелектричні й магнітні властивості біотканин

При взаємодії електромагнітного випромінювання з біоречовиною виникають два типи ефекту, що визначають діелектричні властивості тканин. Коливання вільних зарядів (іонів) призводять до збільшення струмів провідності і втрати енергії, пов'язаної з електричним опором середовища. Обертання дипольних молекул з частотою прикладання електромагнітного випромінювання впливає на струми зміщення та діелектричні втрати, обумовлені в'язкістю середовища.

Діелектричні властивості біотканин описуються діелектричною проникністю і провідністю. Магнітні властивості біотканин описуються магнітною проникністю. Хоча всі біотканини є слабкими діа- і парамагнетиками, близькими за властивостями до вакуумного середовища, розсіювання магнітної енергії в біооб'єктах може бути значним, залежно від розмірів і електричних властивостей цих об'єктів.

Діелектричні властивості біотканин істотно залежать від частоти електромагнітних коливань. Ці залежності показані на графіках (рис. 1, 2).

Рис. 1. Залежність уявної діелектричної проникності біотканин з високим вмістом води від частоти електромагнітних коливань



Рис. 2. Залежність провідності біотканин з високим вмістом води від частоти електромагнітних коливань

При впливі на біотканину електричних випромінювань, вона поляризується, і іонні струми будуть протікати тільки по міжклітинній рідині, тому мембрани клітин, будучи хорошими ізоляторами, відокремлюють внутрішньоклітинний вміст. Це справедливо для постійного електричного поля.

При частоті, меншій ніж 10 кГц, період електромагнітних коливань досить великий для того, щоб клітинні мембрани встигли перезарядитися за рахунок іонів поза і всередині клітини. Це пояснює наявність низької питомої іонної провідності навіть для тканин з високим вмістом води. При цьому повний заряд і діелектрична проникність тканини за період коливань великі. Подальше зростання питомої провідності відбувається внаслідок зменшення ємнісного опору мембран зі збільшенням частоти. Неповна перезарядка ізольованих мембран залучає внутрішньоклітинну рідину в процес утворення іонних струмів, провідність тканини плавно збільшується, а її діелектрична проникність падає.

Лавинне залучення внутрішньоклітинного середовища в процес утворення іонних струмів на частотах 10 кГц ... 100 кГц викликає різке зростання питомої провідності. Крім того, поляризація молекул тканин, в основному молекул води, призводить до виникнення струмів зміщення, що збільшують струми в тканинах при тих же амплітудах напруженості електричного поля, тобто зменшує їх питомий опір.

При частотах 100 кГц ... 10 МГц мембрани все менше і менше перезаряджаються, і ємнісний опір біотканини знижується. Вміст клітин все активніше включається в процес утворення іонних струмів, тобто провідність тканини продовжує зростати, а її діелектрична проникність зменшується. При цьому значно зростають поляризація молекул і зумовлені нею струми зміщення, що призводить до збільшення сумарних струмів в біотканинах.

При частотах більше 10 МГц ємнісний опір мембран клітин стає таким малим, що клітину вважають короткозамкненою. Поляризація молекул і струми зміщення стають домінуючими. Збуджені молекули приходять в коливальний рух, стикаються з псевдозбудженими і передають їм свою енергію, що витрачається на тепло і хімічні перетворення. Тому провідність різко зростає, а діелектрична проникність змінюється незначно.

3. Реакція організму людини на вплив ЕМ випромінювань

Серед усього спектру найбільшою біологічною значимістю і вираженістю симптоматики виділяються ЕМВ РЧ та НВЧ. В залежності від інтенсивності і тривалості впливу ЕМВ РЧ та НВЧ викликані зміни в організмі підрозділяють на зміни гострого (термогенного) і хронічного (атермального) впливу. Гостра дія зумовлена ??термічним впливом ЕМВ, як правило, при порушенні техніки безпеки. Термогенний вплив зазвичай носить локальний характер, а виникаюча симптоматика визначається топографією опромінюваної області. При опроміненні постраждалі відчувають тепло в місці впливу, схоже з дією сонячних променів. Іноді відзначають також загальне нездужання, головний біль, запаморочення, нудоту, блювоту, відчуття страху, спрагу, легку слабкість, болі в кінцівках, підвищену пітливість. У постраждалих спостерігаються підвищення температури тіла, напади тахікардії, порушення серцевої діяльності, артеріальна гіпертензія. У ряді випадків у клініці гострих впливів можуть переважати диенцефальні розлади. Суб'єктивна та об'єктивна симптоматика у постраждалих через кілька днів зникає, всі клінічні показники приходять до доклінічного рівня, повністю відновлюється працездатність. Нечисленні клінічні спостереження гострого теплового впливу ЕМВ на людину вказують на можливість локальних залишкових структурних змін органів і тканин (опіків, катаракти, атрофії сім'яників і т.д.).

3.1 Вплив випромінювань РЧ та НВЧ

Найбільш широко в літературі представлені відомості, що стосуються клініко-епідеміологічного характеру хронічного впливу ЕМВ. Як правило, спостережувані зміни реєструвалися при впливі ЕМВ з інтенсивністю, що часом перевищує гранично допустимий рівень, але не приводить до теплових ефектів. За даними ряду вітчизняних авторів, у персоналу, пов'язаного з роботою джерел ЕМВ РЧ та НВЧ, виявляється різноманітна неврологічна симптоматика як суб'єктивного, так і об'єктивного характеру (табл. 1). За закордонним даними, при дослідженні клінічного статусу може відзначатися навіть стимуляція неврологічної симптоматики. Скарги, що пред'являлися, були хронічними і спостерігалися ще до моменту переопромінення. У таких пацієнтів може тривало зберігатися переоцінка шкоди, що завдається фактором. Для встановлення справжньої картини останнім часом в практиці клініко-епідеміологічного обстеження почали широко застосовуватися психологічні методи. При використанні ряду психологічних тестів у персоналу, що має тривалий контакт з ЕМВ, спостерігають достовірне посилення патологічної компоненти тривожної поведінки і депресивного стану при відсутності будь-яких об'єктивних симптомів. При анкетуванні можуть спостерігатися переважання скарг на зниження пам'яті, а також на погіршення самопочуття, збільшення критичної частоти злиття світлових мерехтінь до кінця робочого дня. Найбільш характерними в динаміці змін реакції організму на хронічний вплив ЕМВ є: реакції центральної нервової та серцево-судинної систем, а також системи крові. При цьому виділяють три провідних синдрому: астенічний, астеновегетативний і гіпоталамічний. Астенічний синдром спостерігають у початкових стадіях проявів змін, викликаних ЕМІ, два інших - на помірковано вираженій і вираженій стадіях. Представлена симптоматика не завжди повторюється і не обов'язково зустрічається в осіб, які зазнають опромінювання.

Дослідження, проведені у нас в країні до 60-70-х рр.., дозволили розглядати весь спостережуваний симптомокомплекс як прояв так званої «радіохвильової хвороби». Однак більшість зарубіжних авторів наявність цієї форми захворювання або заперечують, або ставлять під сумнів. Так, в повідомленні югославських дослідників у 1983 р. за підсумками 10-річного спостереження за 500 операторами радіолокаційних станцій (робота по 2 год. у день при інтенсивності не вище 50 Вт/м2) збільшення числа випадків захворювань нейровегетативною дистонією і неврозами у персоналу не зазначено.

Деякі автори вважають, що хронічний вплив ЕМВ РЧ та НВЧ при інтенсивності менше 10 Вт/м2 можуть викликати в системі крові різні нестійкі зміни: лейкоцитоз, збільшення кількості лімфоцитів. Іноді відзначають моноцитоз, патологічну зернистість нейтрофілів, ретикулоцитоз і тромбоцитопенію. Однак більшість дослідників відзначають недостовірний характер цих змін навіть при короткочасному впливі «до відчуття тепла» і неспецифічність проявів, властивих також багатьом несприятливим факторам праці.

Дані епідеміологічного вивчення віддалених наслідків, що приписуються впливу ЕМВ, в тому числі виникнення специфічних захворювань крові, показують, що знаходження стійких змін в крові в умовах впливу реально існуючих рівнів ЕМВ у професіоналів і тим більше у населення представляється вельми проблематичним.

Таким чином, представлені дані клініко-епідеміологічних досліджень про вплив ЕМВ РЧ та НВЧ на організм людини свідчать, що вираженість спостережуваних змін залежить від інтенсивності і часу впливу. Загальна картина змін під впливом різних рівнів ЕМВ представлена в табл. 1.

Таблиця 1 - Можливі зміни в організмі людини під впливом ЕМВ різних інтенсивностей

Інтенсивність ЕМВ, мВт/см2	Спостережувані зміни
600	Больові відчуття в період опромінення
200	Пригнічення окисно-відновних процесів у тканині
100	Підвищений артеріальний тиск з подальшим його зниженням, у випадку впливу - стійка гіпотензія. Двостороння катаракта.
40	Відчуття тепла. Розширення судин. При опроміненні 0,5-1 год підвищення тиску на 20-30 мм рт. ст.
20	Стимуляція окислювально-відновних процесів в тканині
10	Астенізація після 15 хв. опромінення, зміна біоелектричної активності головного мозку
8	Невизначені зрушення з боку крові із загальним часом опромінення 150 год, зміна згортання крові
6	Електрокардіографічні зміни, зміни в рецепторному апараті
4-5	Зміна артеріального тиску при багаторазових опромінюваннях, нетривала лейкопенія, еритропенія
3-4	Ваготонічна реакція із симптомами брадикардії, уповільнення електропровідності серця
2-3	Виражений характер зниження артеріального тиску, тенденція до підвищення частоти пульсу, незначні коливання об'єму серця
1	Зниження артеріального тиску, тенденція до підвищення частоти пульсу, незначні коливання об'єму крові серця. Зниження офтальмотонуса при щоденному впливі протягом 3,5 місяців
0,4	Слуховий ефект при впливі імпульсних ЕМП
0,3	Деякі зміни з боку нервової системи при хронічному впливі протягом 5-10 років
0,1	Електрокардіографічні зміни
До 0,05	Тенденція до зниження артеріального тиску при хронічному впливі

3.2 Роль випромінювань ВНЧ в прискоренні зростання ракових клітин

Автори зустріли кілька публікацій, які вказують на розвиток у людей, що багато працюють із персональними комп'ютерами, патологічних реакцій, зумовлених, швидше за все, як вважають вчені, впливом електроманітного випромінювання вкрай низької частоти.

До них відносяться електромагнітні випромінювання з частотами 30 ... 300 Гц. ВНЧ-поля не настільки енергетично сильні, щоб змінити або зруйнувати зв'язки в клітинах на молекулярному рівні. Замість цього ВНЧ-поля, мабуть, імітують електричні зміни, які зазвичай відбуваються в живій клітині організму.

Ця імітація звичайних внутрішньоклітинних процесів може лежати в основі потенційної здатності ВНЧ-поля прискорювати зростання ракових пухлин. Деякі вчені відзначили, що ділянки мембрани, на які впливало ВНЧ-випромінювання, ведуть себе як рецептор для хімічних речовин, що прискорюють ріст ракових клітин.

Вчені вважають, що ВНЧ-поля також збільшують хімічну активність сполуки, відомого під назвою ортінін декарбоксилаз, і цей ефект пов'язують з прискореним розвитком ракових клітин. Крім того, ВНЧ-поля руйнують функції з'єднання клітин - інший ефект, який також пов'язують із зростанням ракових клітин.

Деякі експерименти виявили існування «віконних ефектів», тобто деякі біологічні ефекти проявлялися тільки при певній напруженості ВНЧ-поля і не виявлялися при більшій чи меншій напруженості. Крім того, ці «віконні ефекти», мабуть, залежали від наявності та орієнтації статичних полів, таких, як магнітне поле Землі.

Слід зазначити, що, ймовірно, біологічний вплив ВНЧ-поля залежить від виду його хвиль. Вчені вважають, що найменш активні синусоїдальні хвилі, що є характеристикою електрики, використовуваної у побуті. Найбільш активними є імпульсні випромінювання, подібні тим, які генеруються радарами, і поля з пилкоподібною характеристикою, які генеруються схемами телевізорів і моніторів.

Ймовірність виникнення раку у людей, що живуть поруч з ЛЕП (ближче 400 м), зростає на 29%. Вчені вважають, що ЛЕП, іонізуючи навколишнє повітря, робить його небезпечним для здоров'я: якщо вдихати таке повітря, то заряджені частинки осідають в легенях.

Користувачам комп'ютерів вчені радять не працювати в нічний і вечірній час, так як інтенсивне світло діє на епіфіз, внаслідок цього пригнічується синтез мелатоніну (гормону епіфіза), що може спричинити за собою захворювання. Світло пригнічує синтез малатоніна, тому його концентрація максимальна вночі, а вранці та вдень - мінімальна. Внаслідок систематичного штучного освітлення людини вночі у нього може утворитися пухлина. Особливої шкоди надмірна освітленість набуває тоді, коли на організм діють будь канцерогенні чинники, наприклад хімічні або радіаційні.

3.3 Катаракта, як результат дії випромінювань РЧ та НВЧ

Особливе місце при вивченні впливу ЕМВ РЧ та НВЧ на організм людини займає дослідження катарактогенезу - помутніння кришталика з втратою зорової функції. Результати клінічних досліджень катаракти, що виникла від випромінювань РЧ та НВЧ, являють собою неясну картину.

Опубліковані в даний час повідомлення дуже часто не містять належного критичного аналізу електромагнітної ситуації, не враховують вікових особливостей, дозиметричних і частотних характеристик ЕМВ. При вивченні епідеміологічних даних про катарактогенезі необхідна повна впевненість, що розглянута категорія осіб дійсно піддається професійному опроміненню. Адже серед факторів ризику, що сприяють виникненню катаракти, за даними ВООЗ, електромагнітним випромінюванням РЧ та НВЧ відводять п'яте місце після діабету, ультрафіолетового опромінення, метаболічних порушень і іонізуючої радіації. Починаючи з 1952 р. у пресі повідомлялося про десятки випадків виникнення у людей електромагнітної катаракти. З усіх представлених в літературі випадків виникнення катаракти в людей, що контактують з джерелами ЕМВ, випливає, що процес катарактогенезу може розвиватися на тлі досить тривалого (від 1 року до 6 років) хронічного опромінення ЕМВ з тепловими рівнями, іноді при випадкових короткочасних потраплянь у поле інтенсивністю, що перевищує середні значення в 20-100 разів. Крім катаракти, під впливом електромагнітних випромінювань при частотах, близьких до 35 ГГц, можуть виникати кератити, а також пошкодження строми рогівки. При нетеплових інтенсивностях в ряді випадків можна виявити порушення функції зору, пов'язані з розрізненням кольорів, судинні зміни дна ока, а також ретинальні пошкодження. Однак більшість фахівців, які вивчали клінічні прояви катаракти або іншого ураження органу зору у персоналу, що контактує з ЕМІ при інтенсивності нижче теплових, дають негативну відповідь (в переліку професійних захворювань дана профпатологія відсутня). Тим не менш, це не знімає питання про ураженні очей людини при більш високих рівнях впливу, так як в експерименті катаракту від впливу ЕМВ можна відрізнити абсолютно достовірно.

3.4 Слухові ефекти при впливі випромінювань РЧ та НВЧ

Дослідження, проведені за участю людей, виявили слухові ефекти, що виникають при впливі імпульсних ЕМІ. Так, при опроміненні голови прямокутними імпульсами з піковою щільністю потоку енергії близько 30,0 Вт/м2 і середньою 1,0 - 4,0 Вт/м2 у людини виникають слухові відчуття. В залежності від тривалості та частоти проходження імпульсів ЕМІ вони сприймаються як клацання, дзижчання або цвірінькання. Гігієнічна значимість цього явища не зовсім ясна. При певних параметрах ЕМВ у людини можуть, очевидно, виникати реакції, подібні тим, які бувають при акустичному шумі.

3.5 Експериментальна оцінка впливу електромагнітних випромінювань промислової частоти на організм людини

Побутові прилади

Людський організм не може не реагувати на електромагнітні випромінювання. Однак для того, щоб ця реакція переросла в патологію і призвела до захворювання, необхідний збіг ряду умов - у тому числі досить високий рівень випромінювання і тривалість опромінення. Тому при використанні побутової техніки з малими рівнями випромінювання та / або короткочасною дією ЕМВ побутової техніки, не робить впливу на здоров'я основної частини населення. Потенційна небезпека може загрожувати лише людям з підвищеною чутливістю до ЕМВ і алергікам.

Крім того, згідно з сучасними уявленнями, магнітне поле промислової частоти може бути небезпечним для здоров'я людини, якщо відбувається тривале опромінення (регулярно, не менше 8 годин на добу, протягом декількох років) з рівнем вище 0,2 мкТл.

В даний час проводяться численні дослідження, спрямовані на вивчення дії ЕМВ ПЧ на організм людини.

ЕП ПЧ в тілі людини наводять електричні струми, в ЕП з Е = 6-8 кВ/м наведені струми складають 90-120 мкА. Вони прагнуть пройти в землю, внаслідок чого створюється різниця потенціалів між людиною і землею. Якщо людина ізольована від землі, то в місці контакту з заземленням вона буде відчувати відчуття розряду електричного струму. У біологічному плані електричні струми стають відчутними при проходженні їх по тілу, наприклад від однієї кінцівки до іншої, при величині 500 мкА. При більшому значенні ці струми можуть викликати реакцію короткочасного електроудару, хоча цілком слабкого і нешкідливого. Іскрові розряди виникають при напруженості ЕП ПЧ понад 3 кВ/м і нагадують удари статичної електрики в суху погоду.

Лінії електропередачі

Наведені струми від ЛЕП при проходженні на землю за силою впливу меншою або еквівалентною в першому наближенні наведеним струмам, що виникають при користуванні побутовими електроприладами.

Електричні та магнітні поля ПЧ сильно впливають на стан всіх біологічних об'єктів, що потрапляють в зону їх впливу.

Наприклад, в районі дії електричного поля ЛЕП у комах проявляються зміни в поведінці: так, у бджіл фіксується підвищена агресивність, неспокій, зниження працездатності і продуктивності, схильність до втрати маток; у жуків, комарів, метеликів та інших літаючих комах спостерігається зміна поведінкових реакцій, у тому числі зміна напрямку руху в бік з меншим рівнем випромінювання.

У рослин поширені аномалії розвитку - часто змінюються форми і розміри квіток, листя, стебел, з'являються зайві пелюстки.

Здорова людина страждає від відносно тривалого перебування в полі ЛЕП. Короткочасне опромінення (хвилини) може призвести до негативної реакції тільки у гіперчутливих людей або у хворих деякими видами алергії. Роботи англійських вчених на початку 90-х років показали, що у ряду алергіків під дією поля ЛЕП розвивається реакція за типом епілептичної.

При тривалому перебуванні (місяці - роки) людей в електромагнітному полі ЛЕП можуть розвиватися захворювання переважно серцево-судинної і нервової систем організму людини. В останні роки в числі віддалених наслідків часто називаються онкологічні захворювання.

4. Біологічні ефекти, викликані магнітними полями

Наведені в тіло людини електричні струми за рахунок МП ПЧ викликають різноманітні біологічні ефекти: стимуляцію росту кістки, регенерацію нервової тканини, зміни біохімічних процесів у клітині.

За ступенем найбільшого ризику можливі ефекти, залежні від величини індукованого струму, на яку впливають зміни тих чи інших параметрів МП ПЧ, що і представлено в табл. 2.

Таблиця 2 - Імовірні біологічні ефекти, викликані МП ПЧ в залежності від величини щільності магнітного потоку і відповідних величин індукованого струму

Величина впливаючої щільності магнітного потоку, мТл	Величина індукованої густини струму, мА/м2	Прогнозовані ефекти
0,5 - 5	1 - 10	Мінімальні біологічні ефекти
5 - 50	10 - 100	Ефекти з боку органів зору та нервової системи
50 - 500	100 - 1000	Існує небезпека для здоров'я; стимуляція збудливої ??тканини
> 500	> 1000	Гостре порушення стану здоров'я, екстрасистолія і фібриляція шлуночків серця

Ці дані отримані на людях для промислової частоти при 4-х годинному впливі. Наведені струми більше 100 мА/м2 при напруженості МП понад 50 мТл для ПЧ перевищують пороги стимуляції і можуть несприятливо впливати на стан здоров'я.

Одним з ефектів, досить добре вивченим при дії МП, є магнітофосфен, який проявляється як миготливе світло в очах. За даними різних авторів, величина МП, наприклад, для ПЧ, в цьому випадку становить 10-20 мТл. У момент припинення впливу ці відчуття відразу пропадають. Прийнято вважати, що вони є результатом непрямого впливу на зоровий аналізатор наведених електричних струмів.

МП змінює полярність і знижує амплітуду викликаних зорових потенціалів. Після припинення дії МП приблизно через 40 хв значення повертаються до початкових. Однак для зміни зорово викликаних потенціалів напруженість поля приблизно в 10 вище, ніж для прояві магнітофосфена.

Будь-яких відчуттів у момент впливу постійні МП у людей не викликають. Іноді, правда, при впливі постійних МП до 2 Тл протягом декількох хвилин може відбуватися зміна смакових відчуттів.

Результати епідеміологічних і клініко-фізіологічних спостережень за людьми, що піддавалися дії МП ПЧ в узагальненому вигляді представлені у табл. 3. Вони отримані на контингенті людей при дії МП ПЧ не тільки за рахунок ЛЕП, але і від інших джерел, що генерують частоту 50/60 Гц: в цей контингент входили працівники радіоелектронної промисловості, зварювальники, електромонтери, лінійні монтери телефонної мережі, тобто ті, чия робота пов'язана з електрикою. Поглиблений аналіз цих даних не підтверджує безумовно функціональний зв'язок між спостережуваними змінами і професійним впливом МП ПЧ. При високому ризику виникнення того чи іншого порушення МП ПЧ не є головним етіологічним чинником, оскільки на персонал, як правило, діє комплекс факторів, здатних викликати різні ефекти. У зв'язку з цим, необхідні епідеміологічні дослідження з обліків етіологічної значимості того чи іншого фактора в можливій картині захворюваності серед персоналу, який обслуговує ЛЕП.

Таблиця 3 - Результати епідеміологічних і клініко-фізіологічних досліджень з впливу МП ПЧ (50/60 Гц) на людину

Умови впливу	Результати	Літературне джерело
10-13 мкТл; гострий вплив	збільшення латентного періоду сенсомоторної реакції	Медведєв М.А. та ін, 1976
40 мкТл; гострий вплив	сприйняття поля відсутнє	Creim J.A. et al., 1984
1,06 мТл при тотальоному впливі або 2,12 мТл при впливі на область голови; повторний гострий вплив	сприйняття поля відсутнє	Tuker R.D., Schmitto O.H., 1978
0,3 мТл; вплив протягом 3 год	відсутність гематологічних змін; час реакції людини не змінювався	Mantell В., 1975
5 мТл; вплив протягом 3 год	не відзначено змін ЕКГ, ЕЕГ, рівня гормонів, формули та хімічного складу крові	Sander R. et at., 1982
особи, які за родом діяльності пов'язані з електрикою	підвищена частота розвитку лейкозів	Milham S.J. et al., 1982, 1985
те ж	те ж	Wright W. E. et al., 1982
те ж	те ж	McDowall M.E., 1983
те ж	те ж	Coleman M. еt al., 1983
те ж	відсутність ризику розвитку лейкозу	Vagero D., Olin R., 1983
те ж	підвищена частота розвитку меланоми ока	Swerdlow A. J., 1983
те ж	підвищена частота розвитку лейкозів	Pearce N. E. Et al., 1985
те ж	підвищена частота розвитку пухлин мозку	Lin R. S. et al., 1985
те ж	відсутність ризику розвитку лейкозу, підвищена частота розвитку раку сечових шляхів і злоякісної меланоми	Vagero D. еt al., 1985
те ж	відсутність ризику розвитку лейкозу	Calle E., Savitz O.A., 1985
те ж	підвищена частота розвитку злоякісної меланоми	Olin R. e.a., 1985
особи, зайняті в області виробництва електроенергії	відсутність ризику розвитку лейкозу і злоякісних пухлин мозку	Tornquist S. et al., 1986
діти, які проживають близько високовольтних ліній електропередач	збільшення числа випадків лейкозу	Wertheimer E., Leeper E., 1979
те ж	відсутність збільшення числа лейкозів	Fulton J. P. et al., 1980
дорослі, проживають близько високовольтних ліній електропередач	збільшення захворюваності на рак	Wertheimer N., Leeper E., 1982
особи, які проживають близько високовольтних ліній	відсутність збільшення числа лейкозів	Coleman M. еt al., 1985
Діти, які проживають близько високовольтних ліній	відсутність збільшення захворюваності на рак	Myers A. Et al., 1985
Особи, які проживають близько високовольтних ліній	відсутність збільшення захворюваності на рак	Rodvall Y. el al., 1985
Діти, які проживають близько високовольтних ліній	відсутність збільшення числа випадків лейкозів, збільшення числа пухлин нервової системи	Tomenius L., 1986
Особи, які проживають близько високовольтних ліній	відсутність збільшення захворюваності на рак	McDowall M.E., 1986

Вважається, що реакція організму, обумовлена ??хронічним впливом МП, визначається насамперед функціональними змінами з боку нервової, серцево-судинної, дихальної систем та системи кровообігу. Загальна клінічна картина дії МП може виявлятися у вигляді вегетосенситивного поліневриту, астеновегетативного синдрому або їх поєднання. Центральне місце в обох синдромах відводять функціональним судинним або серцево-судинним змінам.

Явищам вегетосенситивного поліневриту властиві вегетативні та трофічні порушення, як правило, в областях тіла, що знаходяться під безпосереднім впливом МП, найчастіше в руках. Найбільш частою скаргою є відчуття свербежу. Об'єктивно відзначаються зміни з боку судинної та капілярної мереж, забарвлення шкірних покривів, можуть з'явитися набряклість та ущільнення шкіри. На долонній поверхні кистей шкіра стає тонкою, в інших випадках розвивається гіперкератоз. Багато дослідників даний симптомокомплекс приймають за «специфічність» прояви дії МП, хоча по клініці розвитку ці прояви мало чим відрізняються від шкірних реакцій невротичного і псевдоневрологічного характеру. Зміни, викликані МП в початкових стадіях, після амбулаторного лікування легко зникають. Пізніше, при більш виражених змінах, рекомендується тимчасове обмеження контактів з МП до відновлення попереднього стану здоров'я.

В даний час багато фахівців вважають гранично допустимою величину магнітної індукції рівної 0,2 - 0,3 мкТл. При цьому вважається, що розвиток захворювань - перш за все лейкемії - дуже ймовірно при тривалому опроміненні людини полями більш високих рівнів (декілька годин в день, особливо в нічні години, протягом періоду більше року).

Магнітні поля в транспорті

Мабуть магнітні поля в ультранизькому діапазоні мають істотне біологічне значення, тому що відповідають основним фізіологічним ритмам - сердечним, мозковим, частоті дихання. Електротранспорт і різні індустріальні силові установки - джерела полів того ж ультранизького діапазону.

Ці випромінювання в десятки разів вище, ніж ті, що дають лінії електропередачі, але досі ніхто не вивчав їх впливу на людину.

Виявилося, що в місті рівень антропогенного електромагнітного «шуму» в 10-100 разів вище, ніж за містом. А всередині електропоїздів він може бути вище природного фону в тисячу і десять тисяч разів.

Були вивчені дані про здоров'я 230 працівників Жовтневої залізниці. У результаті з'ясувалося, що машиністи та їх помічники страждають гіпертонією та ішемічною хворобою серця набагато частіше, ніж представники інших, не менш «напружених» професій. Крім того, машиністи електровозів, чиє робоче місце знаходиться поруч із двигуном, захворюють цієї ішемічною хворобою в два рази частіше за своїх колег, що працюють в електричках, де двигуни розташовані інакше. Судячи з усього, це пов'язано з тим, що в кабіні високий рівень коливань магнітних полів, а різкі сплески магнітної енергії можуть грати роль пускового механізму в розвитку серцево-судинних патологій.

Не тільки машиністи, але і пасажири постійно піддаються електромагнітним перевантаженням, найбільш вони сильні в електричках і поїздах метро.

5. Чутливість до ЕМВ

Реакцію з боку різних систем організму на дію електросмогу добре видно на рис.3. У ньому представлені дані дослідження на добровольцях, проведені в Даллаському центрі екологічної медицини (США), онкологічної клініки Св. Альджбети (Братислава, Словаччина), медичних Університетах в Братиславі, Мартіні, Кошице (Словаччина), медичного та технічного університетів у Празі (Чехія), клініках в Hannover і Regensburg (Німеччина). Добре видно, що виражене збіг чутливості серцево - судинної, дихальної, нервової та імунної систем відбувається в областях частот середньої резонансної частоти людського організму 4,57 Гц, промислової частоти 50-60 Гц, 8, 80 МГц. Рожевим кольором на графіку виділена смуга частот, в яких працюють мобільні телефони.

Рис.3. Залежність чутливості різних систем людини від частоти та інтенсивності зовнішнього електромагнітного випромінювання

Отже, організм реагує на електросмог, на жаль, на тих частотах, з якими найбільш часто стикаємося ми як вдома, так і на роботі. На нас ці частоти діють і вночі, коли організм розслаблений і відпочиває. Ось чому так важливо знати розподіл електросмогу в області нашого спального місця і чому так важливо першим його сканувати.

Для більшості лікарів люди, які страждають від електросмогу не зовсім бажані пацієнти. Найчастіше їм приписують діагноз астено-вегетативний або астенічний синдром. Найбільш часто електрочутливість зустрічається у жителів середньої смуги, а також в північних країнах. У станах середземномор'я така патологія не зустрічається або зустрічається вкрай рідко. Жінки менш чутливі до електросмогу, ніж чоловіки. Найбільш виражений цей сиптомокомплекс у "сов" і менше у "жайворонків". Більш чутливі метеозалежні люди і індивідууми, що реагують на геомагнітні явища (магнітні бурі). Мають значення раніше перенесені захворювання, нікотинова і алкогольна залежність. Ступінь прояву електрочутливості строго індивідуальна.

Основною причиною електрочутливості вважають знижений поріг реакції тканин і систем організму на вплив електромагнітних полів різних частот. Гіпотезою, що пояснює дію електросмогу є явище гальмування електричним і / або магнітним полем будь якої частоти вироблення гормону мелатоніну шишковидної залозою (епіфізом) в головному мозку у людини. Мелатонін регулює біологічні ритми, в тому числі цілодобовий ритм.



Рис.4. Зони максимальної чутливості головного мозку людини до зовнішнього електромагнітного випромінювання

В результаті такого інгібування ендокринна система людини переходить в збуджений стан і порушуються процеси збудження-гальмування в корі мозку (Рис 4). Цим електрочутливість нагадує інший відомий симптомокомплекс - зимову або сезонну депресію. Згідно з останніми даними не тільки компоненти електросмогу можуть бути відповідальні за перераховану симптоматику. Свій внесок можуть вносити стрес, шум, хімічні компоненти (формальдегід), металеві пломби (амальгама). Всі перераховані фактори можуть підсилювати несприятливий вплив електромагнітних полів.

6. Розрахунок рівня ЕМП, часто використовуваних у виробничих умовах

Вихідні дані [4]:

Час дії - 8 год;

Е_факт = 60 кВ/м;

Е₁ = 5 кВ/м;

Е₂ = 6 кВ/м;

Е₃ = 7 кВ/м;

t_E1 = 1,5 год;

t_E2 = 1,3 год;

t_E3 = 2,2 год;

Е = 0,5 В/м;

Н = 0,1 А/м;

ППЕ = 1 Вт/м²;

f = 50 МГц;

ЕЕ_Е = 20000 (В/м)² год;

ЕЕ_Н = 200 (А/м)² год;

А. Оцінка рівня впливу електростатичного поля (ЕСП)

1.Гранично допустимий рівень напруженості електростатичного поля при впливі на персонал більше однієї години за зміну.

Е_ГДР = = 21,2 кВ/м;

Гранично допустимий рівень (ГДР) напруженості електростатичного поля (Е_ГДР) встановлюється рівним 60 кВ/м протягом 1 години.

2.Допустимий час перебування в електростатичному полі:

де Ефакт - фактичне значення напруженості ЕСП, кВ/м.

При напруженості ЕСП, що перевищує 60 кВ/м, робота без застосування засобів захисту не допускається, а при напруженості менше 20 кВ/м час перебування не регламентується.

Висновок: фактичні значення ЕСП та часу роботи персоналу не перевищують гранично допустимі норми.

Б. Оцінка рівня впливу електромагнітних полів (ЕМП) різних діапазонів частот

Оцінка ЕМП різного діапазону частот здійснюється роздільно по напруженості електричного поля (Е, кв/м) і магнітного поля (Н, А/м) або індукції магнітного поля (В, мкТл), в діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц за густиною потоку енергії (ППЕ, Вт/м2), в діапазоні частот 30 кГц - 300 ГГц - за величиною енергетичної експозиції.

Б1. ЕМП промислової частоти

Гранично допустимий рівень напруженості ЕП на робочому місці протягом всієї зміни встановлюється рівним 5 кВ/м.

1.Розрахунок допустимого часу перебування персоналу в ЕП при напруженостях від 5 до 20 кВ/м:

де Е - напруженість електричного поля у контрольованій зоні (Е1, Е2, Е3), кВ/м;

Т - допустимий час перебування в ЕП при відповідному рівні напруженості, год.

При напруженості ЕП від 20 до 25 кВ/м допустимий час перебування становить 10 хв.

Перебування в ЕП з напруженістю понад 25 кВ/м без засобів захисту не допускається.

2. Розрахунок часу перебування персоналу протягом робочого дня в зонах з різною напруженістю ЕП:

де Тгр - наведений час, еквівалентний за біологічним ефектом перебування в ЕП нижньої межі нормованої напруженості, год.;

t_E1, t_E2, t_E3 - час перебування в контрольованих зонах напруженостями Е1, Е2, Е3, год.;

Т_Е1, Т_Е2, Т_Е3 - допустимий час перебування для відповідних зон, год.

Проведений час не повинен перевищувати 8 год.

Різниця в рівнях напруженості ЕП контрольованих зон встановлюється в 1 кВ/м.

Вимоги дійсні за умови, що проведення робіт не пов'язане з підйомом на висоту, виключена можливість впливу електричних розрядів на персонал, а також при умовах захисного заземлення всіх ізольованих від землі предметів, конструкцій, частин обладнання, машин, механізмів, до яких можливе торкання працівників у зонах впливу ЕП.

Б2. ЕМП діапазону частот 30 кГц - 300 ГГц

Оцінка і нормування ЕМП здійснюється за величиною енергетичної експозиції (ЕЕ).

Енергетична експозиція ЕМП визначається як добуток квадрата напруженості електричного або магнітного поля на час впливу на людину.

1.Розрахунок енергетичної експозиції в діапазоні частот 30 кГц - 300 МГц.



де Е - напруженість електричного поля, В/м; Н - напруженість магнітного поля, А/м; Т - час впливу на робочому місці за зміну, год.

2. Розрахунок енергетичної експозиції по щільності потоку енергії в діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц

1

де ППЕ - щільність потоку енергії (мкВт/см2).

3.Розрахунок гранично допустимого рівня щільності потоку енергії при локальному опроміненні кистей рук при роботі з мікросмуговими пристроями:

де - гранично допустимий рівень енергетичної експозиції потоку енергії, рівний 200 мкВт/см2;

K-коефіцієнт ослаблення біологічної ефективності, що дорівнює 12,5;

Т - час перебування в зоні опромінення за робочий день (робочу зміну), год.

Висновок: розраховані значення енергетичної експозиції та гранично допустимого рівня щільності не перевищують табличних значень.

Використана література

1. Електромагнітні випромінювання. Шкала. Вимірювання. Поширення. Типи та ефективність захисту.

http://www.fostac-technologies.ch/de/docs/wissenswertes/fostac_studie_elektrosmog_igor_orzelsky_russisch.pdf

2. http://grachev.distudy.ru/Uch_kurs/sredstva/Templ_1/templ_1_4.htm

3. В.А. Богуш, Т.В. Борботько, А.В. Гусинский и др. «Электромагнитные излучения. Методы и средства защиты»

4. М.Т. Комлачев, Е.Е. Барышев. Расчет частот электромагнитного поля, используемых в производственных условиях. Защита от воздействия ЭМП.

Размещено на Allbest.ru