Електромагнітні поля та їх дія на організм людини

Джерела електромагнітних полів можуть бути природного та антропогенного характеру.

До природних джерел належать: Земля, Сонце, Космос.

Джерелами антропогенного характеру є промислове електроустаткування, лінії електропередач, високочастотні металургійні установки, радіопередавальні пристрої і засоби персонального радіозв’язку, персональні комп’ютери, мікрохвильові печі, телевізори, електроплити, праски, холодильники.

Електромагнітні поля мають енергію і поширюються у вигляді електромагнітних хвиль.

Основні параметри електромагнітних хвиль:

– довжина хвилі;

– частота коливань;

– швидкість поширення.

Класифікація антропогенних електромагнітних випромінювань за частотою:

– низькочастотні випромінювання 0, 003 Гц-30 кГц;

– радіохвилі високочастотного (ВЧ) діапазону: 30 кГц-300 МГц;

– радіохвилі ультрависокочастотного діапазону (УВЧ): 30-300 МГц;

– надвисокочастотні СВЧ: 300 МГц-300 ГГц.

Частота коливань визначається в герцах (Гц). Похідні одиниці: кілогерц (1 кГц = 103 Гц); мегагерц (1 МГц = 106 Гц); гігагерц (1 ГГц = 109 Гц).

Класифікація електромагнітних випромінювань за довжиною хвилі:

1) Довгі хвилі f = (30–300 кГц); = (1–10 км).

Ці хвилі відбиваються іоносферою і Землею. У результаті поширюються прошарком між ними. Обгинають земну поверхню і перешкоди на шляху.

2) Середні хвилі f = (300–3 МГц); = (1–100 км).

Також поширюються прошарком між іоносферою і поверхнею Землі. Якщо розмір перешкод більше довжини хвилі, то вони відбиваються від цих перешкод. Істотно поглинаються Землею (послабляються). Звідси дальність поширення майже 500 км (l = 500 км).

Для їх подальшої передачі потрібні ретранслятори.

3) Короткі хвилі f = (3–30 МГц); = (10–100 м).

Відбиваються від іоносфери і Землі. Сильно поглинаються Землею. Для передачі використовується їхній відбиток від поверхні Землі й іоносфери.

4) Ультракороткі хвилі f = (30–300 МГц); = (1–10 м).

Вплив електромагнітних полів на організм людини (ЕМП)

Електромагнітні поля негативно впливають на людей, які безпосередньо працюють із джерелами випромінювань, а також на населення, яке проживає поблизу джерел випромінювання. Установлено, що більша частина населення живе в умовах підвищеної активності ЕМП.

Ступінь впливу електромагнітних випромінювань на організм людини залежить від діапазону частот, інтенсивності впливу відповідних чинників, тривалості опромінення, характеру випромінювання, режиму опромінення, розмірів поверхні тіла, яка опромінюється, та індивідуальних особливостей організму.

Внаслідок дії ЕМП можливі як гострі, так і хронічні ураження, порушення в системах і органах, функціональні зсуви в діяльності нервово-психічної, серцево-судинної, ендокринної, кровотворної та інших систем.

Звичайно, зміни діяльності нервової та серцево-судинної системи зворотні, і хоча вони накопичуються і посилюються з часом, але, як правило, зменшуються та зникають при виключенні впливу і поліпшенні умов праці. Тривалий та інтенсивний вплив ЕМП призводить до стійких порушень і захворювань.

Внаслідок дії на організм людини електромагнітних випромінювань ВЧ та УВЧ діапазонів (30 кГц–300 МГц) спостерігаються: загальна слабкість, підвищена втомлюваність, пітливість, сонливість, а також розлад сну, головний біль, болі в області серця. З’являються роздратування, втрата уваги, подовжується тривалість мовно-рухової та зоромоторної реакцій, збільшується межа нюхової чутливості. Виникає ряд симптомів, що є свідченням порушення роботи окремих органів – шлунку, печінки, селезінки, підшлункової та інших залоз. Пригнічуються харчові та статеві рефлекси, порушується діяльність серцево-судинної системи, фіксуються зміни показників білкового та вуглеводного обміну, змінюється склад крові, зафіксовані порушення на клітинному рівні.

У цьому діапазоні працюють міцні радіомовні станції, судові радіостанції та аеродромна радіослужба, зв’язкові, радіомовні та телевізійні станції, розташовані, як правило, у місцях великої концентрації населення.

Активність впливу ЕМП різних діапазонів частот значно зростає з ростом частоти і дуже серйозно впливає у СВЧ діапазоні. У зв’язку зі зниженням рівня перешкод застосування ЕМП у СВЧ діапазоні забезпечує більш високу якість передання інформації, ніж в ІВЧ діапазоні. Усі ділянки СВЧ діапазону використовуються для радіозв’язку, в тому числі радіорелейного та супутникового. Тут працюють практично всі радіолокатори.

Оскільки випромінювання СВЧ при поглинанні середовищем поганими провідниками викликає їх нагрівання, цей діапазон широко використовується у промислових установах, у побуті. Вплив СВЧ випромінювання на живі тканини дав підставу для побудови терапевтичної медичної апаратури. У силу особливостей поширення СВЧ саме цей діапазон використовується для передачі енергії променем на великі відстані.

Вплив СВЧ на біологічні об’єкти залежить від інтенсивності опромінення. Теплова дія характеризується загальним підвищенням температури тіла, подібним до пропасного стану або локалізованого нагріву тканини. Впливаючи на живу тканину організму, ЕМП викликає змінну поляризацію молекул і атомів, які складають клітини, внаслідок чого відбувається небезпечний нагрів. Надмірне тепло може нанести шкоду окремим органам і всьому організму людини. Особливо шкідливий перегрів таких органів, як очі, мозок, нирки тощо. З ростом інтенсивності проявляється вплив на нервову систему, умовно-рефлекторну діяльність, клітини печінки, підвищення тиску, викликає зміни у корі головного мозку, втрату зору.

ЕМП низькочастотного діапазону (конкретно промислової частоти 50 Гц) викликають у працюючих порушення функціонального стану центральної нервової системи, серцево-судинної системи, спостерігається підвищена стомлюваність, млявість, зниження точності робочих рухів, зміна кров’яного тиску і пульсу, аритмія, головний біль.

Для запобігання професійних захворювань, які виникають під впливом ЕМП, встановлені допустимі норми опромінення.

Для захисту людини від дії електромагнітних опромінювань застосовуються різні засоби і заходи захисту: захист часом, відстанню, екранування джерел випромінювання, зменшення випромінювання безпосередньо в самому джерелі випромінювання, екранування робочих місць, засоби індивідуального захисту, виділення зон випромінювання.

Інфрачервоне випромінювання (ІЧ) – частина електромагнітного спектра з довжиною хвилі 700 мкм–1 000 мкм, енергія якого при поглинанні у речовині викликає тепловий ефект. Джерела випромінювання поділяються на природні і штучні. До природних джерел інфрачервоного випромінювання відноситься природна інфрачервона радіація сонця. Штучними джерелами інфрачервоного випромінювання є будь-які поверхні, температура яких вища порівняно з поверхнею, яка підлягає опроміненню (для людини всі поверхні з температурою вище тіла людини: 36–37^оС).

Ефект дії інфрачервоного випромінювання залежить від довжини хвилі, яка зумовлює глибину їх проникнення. Дія інфрачервоних випромінювань зводиться до нагріву шкіри, очей, до порушення діяльності центральної нервової системи, серцево-судинної системи, органів травлення. При інтенсивній дії на непокриту голову може виникнути так званий сонячний удар, що супроводжується головним болем, запамороченням, прискоренням дихання, втратою свідомості, порушенням координації рухів, тяжкими ураженнями мозкових тканин аж до вираженого менінгіту і енцефаліту.

Засоби захисту від дії ІЧ випромінювання такі: теплоізоляція гарячих поверхонь, охолодження тепловипромінювальних поверхонь, екранування джерел випромінювання, застосування засобів індивідуального захисту, організація раціонального режиму праці і відпочинку.

Ультрафіолетове випромінювання (УФ) – спектр електромагнітних коливань з довжиною хвилі 200–400 нм. Особливістю ультрафіолетових випромінювань є висока сорбційність – їх поглинає більшість тіл.

Ультрафіолетове випромінювання, яке складає близько 5 % щільності потоку сонячного випромінювання, є життєво необхідним фактором, який має благотворний стимулюючий вплив на організм, знижує чутливість організму до деяких впливів; оптимальні дози УФ випромінювання активізують дію серця, обмін речовин, підвищують активність ферментів дихання, поліпшують кровотворення, чинять антирахітичну і бактерицидну дію.

Ультрафіолетове випромінювання довжиною хвилі 10–20 нм (дальній діапазон) має дуже велику енергію і є згубним для людини, але у природних умовах поглинається озоновим шаром атмосфери і на поверхні Землі відсутнє.

Штучними джерелами УФ випромінювання є дугова електрозварка, електроплавлення сталі, виробництво радіоламп. УФ випромінювання штучних джерел може стати причиною гострих і хронічних професійних уражень. Найбільш уразливі очі, шкіра. Дія УФ випромінювань на шкіру викликає дерматити, екзему, “старіння” шкіри, утворення ракових пухлин. Внаслідок впливу УФ опромінювання виникають загальнотоксичні симптоми – головний біль, запаморочення, підвищення температури тіла, відчуття розбитості, підвищена стомлюваність, нервове збудження.

Зниження інтенсивності опромінення УФ випромінюванням досягається захистом відстанню, екрануванням джерел випромінювання, екрануванням робочих місць, засобами індивідуального захисту, спеціальним фарбуванням приміщень і раціональним розташуванням робочих місць.

До числа найбільш фундаментальних наукових досягнень ХХ століття відноситься створення лазерів. Принцип їх дії заснований на використанні змушеного (стимульованого) електромагнітного випромінювання, одержаного від робочої речовини внаслідок збудження її атомів електромагнітною енергією. Збуджений атом може свавільно (спонтанно) перейти на один із нижчих рівнів енергії, при цьому випромінюється квант світла. Висока потужність лазерного випромінювання в поєднанні з високою спрямованістю дозволяє одержати за допомогою фокусування світлові потоки величезної потужності.

Дія лазерного випромінювання на живий організм носить складний характер. Найбільш чутливими до нього є очі, шкіра. Ці пошкодження мають характер опіків. Опромінення шкіри лазерною енергією може призвести до злоякісних пухлин. Внаслідок впливу лазерного випромінювання на організм людини виникають функціональні зміни центральної нервової системи, серцево-судинної системи, ендокринних залоз, збільшення фізичної втоми, коливання тиску, головний біль, роздратованість, підвищена збудженість, порушення сну.

Для захисту від лазерного випромінювання застосовують наступні заходи: телевізійні системи спостереження за ходом процесу, захисні екрани (кожухи), огородження лазерної зони, засоби індивідуального захисту – спеціальні протилазерні окуляри, щітки, маски, халати, рукавички.