Биологическое действие электромагнитных полей
Природные ЭМП – естественные синхронизаторы ритмов организма. В то же время в периоды солнечных вспышек, когда радиоизлучение Солнца возрастает в 1000 и более раз, данные природные ЭМП фактически выступают в роли десинхронизатора, и у ослабленных людей (с зауженной зоной толерантности) могут обостряться сердечно-сосудистые, психические и другие заболевания.
Техногенные ЭМП, особенно когда их информационные характеристики близки к аналогичным характеристикам биоэлектрической активности органов человека, определённо приводят к десинхронизации функциональных процессов в организме.
Биологический эффект воздействия ЭМП зависит от его частоты, интенсивности, продолжительности, характера и режима облучения. ЭМП может усилить тепловое движение молекул в живой ткани. Это приводит к повышению температуры тела и может вызвать такие вредные последствия, как ожоги, катаракты, нарушения нормального развития утробного плода. Не исключена вероятность разрушения сложных биологических структур (например, клеточных мембран). То есть, возможны последствия более тонкие, чем простое повышение темпера-туры, хотя экспериментальных свидетельств этого пока недостаточно.
Больше всего экспериментального материала относится к радио-частотному диапазону. Установлено, что плотности потока энергии больше 100 мВт/см2 ведут к тепловому повреждению и к развитию катаракты в глазу, при 10...100 мВт/см2 наблюдались изменения, обуслов-ленные термическим стрессом, включая аномалии у потомков, при 1 ... 10мВт/см2 отмечались изменения в иммунной системе. В диапазоне от 100 до 1 мкВт/см2 достоверно не установлено почти никаких последствий.
|
|
|
Имеются данные о том, что рабочие, длительно работающие в условиях воздействия микроволн, или живущие рядом с ЛЭП, могут быть больше подвержены раку, лейкемии, опухолям мозга, рассеянному склерозу и другим тяжёлым заболеваниям. Наиболее чувствительными к воздействию радиоволн являются нервная и сердечно-сосудистая системы.
Клиническая картина хронического действия ЭМП радиочастот такова: сначала появляется головная боль, повышенная утомляемость, раздражительность, нарушение сна, боли в области сердца. Позднее отмечается усиление жалоб: лёгкая возбудимость, нарушение сна, снижение памяти, приступообразные головные боли, головокружения, обмороки, сжимающие боли в области сердца, сужение артерий сетчатки.
В момент приступа наблюдается дрожь, побледнение (покраснение) лица, резкая слабость, нередко повышение температуры тела, подъём артериального давления.
При воздействии СВЧ-излучения развитие катаракты возможно как при кратковременном облучении, так и при длительном воздействии невысоких уровней облучения. Для крови характерна тенденция к лейкоцитозу, возможны изменения со стороны эндокринной системы (гиперфункция щитовидной железы, нарушение функции половых желёз).
|
|
|
Нормирование электромагнитных полей
Для оценки уровня ЭМП используются разные характеристики ЭМП: в диапазоне 0 ... 300 МГц используется электрическая и магнитная напряжённости ЭМП (Е и Н, В/м, А/м), в диапазоне 300 МГц ... 300 ГГц – плотность потока энергии (w, Вт/м2 или мкВт/см2). Для измерения напряжённостей ЭМП используют прибор ИЭМП с дипольной и рамочной антеннами и преобразователями для измерения напряжённостей в разных частотных диапазонах, для измерения мощности излучения – прибор ПЗ - 40, снабжённый сменными антеннами.
В настоящее время допустимо считать, что биологический эффект ЭМП в диапазоне 300 МГц ... 300 ГГц слабо зависит от частоты, поэтому обсуждение различных аспектов нормирования в этом диапазоне ведётся на примере СВЧ-полей.
СВЧ-поля проникают в биообъекты на глубину, равную 1/40 длины волны, поэтому сантиметровые и миллиметровые волны поглощаются, в основном, кожей, при этом большая часть энергии выделяется в виде тепла. Излучения с большими длинами волн проникают глубже и влияют на внутренние органы.
|
|
|
В части биологической эффективности СВЧ-полей достаточно надёжно известно следующее:
1) при w до 10 мкВт/см2 стойких генетических нарушений нет;
2) при w ³ 100 мкВт/см2 бионарушения связаны с повышением температуры тела, особенно нагреваются бессосудистые органы: хрус-талик (последствия-катаракта), семенники (импотенция) и т.д., нару-шаются также обменные процессы в центральной нервной системе;
3) тяжесть биоповреждений при воздействии СВЧ-полей в нетепловом диапазоне пропорциональна длительности облучения и степени напряжения адаптационных механизмов к другим факторам среды. При хроническом воздействии нетепловых доз СВЧ-излучения наблюдаются головные боли, быстрая утомляемость, неврозы, нарушения сна, артериального давления, сердечно-сосудистой деятельности, состава крови.
Логика нормирования СВЧ-полей: под ПДУ следует понимать минимальную w, выше которой в организме возникают стойкие функциональные изменения, то есть в зоне запредельного торможения (см. начало раздела 4). Так, для излучения с l = 10 см такие нарушения установлены при w > 1000 мкВт/см2. Взяв коэффициент запаса, равный 10, можно определить, таким образом, предельно допустимый уровень (ПДУ) = 100 мкВт/см2.
|
|
|
Согласно СанПиН 2.2.4.1191 – 03, определяющих нормирование ЭМП в производственных условиях для диапазона 10 кГц…300 ГГц ПДУ определяется по формуле:
, (1)
где W – нормированное значение допустимой энергетической нагрузки (по [31] - энергетической экспозиции); W = 200 мкВт×ч/см2 для всех случаев облучения, кроме случая вращающихся и сканирующих антенн, когда W = 2000 мкВт ×ч/см2; t – время пребывания в зоне облучения.
Однако значения ПДУ не должны превосходить 1000 мкВт/см2 в любых случаях, а при наличии рентгеновского излучения (в пределах норм радиационной безопасности) или температуры выше 28°С ПДУ не должен превосходить 100 мкВт/см2. Например, по (1) для случая вращающихся или сканирующих антенн, W = 2000 мкВт×ч/см2, для t = 0,1 час величина ПДУ = 2000 (мкВт×ч/см2)/0,1ч. = 20000 мкВт/см2, но этот уровень СВЧ-поля недопустим, так как он ограничен величиной 1000 мкВт/см2.
Таблица 5 - Предельно допустимые значения энергетической экспозиции
| Диапазон частот | По электри-ческой сос-тавляющей ЭЭэ ПДУ, (В/м)2 ·ч | По магнитной составляющей ЭЭм ПДУ, (А/м)2 ·ч | По плотности потока энергии ЭЭППЭ ПДУ, (мкВт/см2) ·ч |
| 30кГц ... 3МГц 3МГц ... 30МГц 30МГц ... 50МГц 50МГц ... 300МГц 300МГц ... 300ГГц | 20000 7000 800 800 | 200 не разработаны 0,72 не разработаны | 200 |
Напоминаем, что всё изложенное выше по нормированию ЭМИ для диапазона 300 МГц ... 300 ГГц, относится к персоналу или к рабочей зоне.
Для территории жилой застройки, мест отдыха, помещений, рабочих мест лиц до 18 лет и беременных женщин ПДУ составляет 10 мкВт/см2, а для случая облучения населения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования, – 100 мкВт/см2. [31].
Для всего диапазона радиочастотных ЭМИ (300МГц ... 300ГГц) значения предельно допустимых энергетических экспозиций по электри-ческой и магнитной составляющим, а также по плотности потока энергии (соответственно ЭЭэ ПДУ, ЭЭм ПДУ, ЭЭППЭ ПДУ) для персонала [31] представлены в таблице 5, максимально допустимые значения интен-сивности ЭМИ для персонала – в таблице 6 [32].
Таблица 6 - Максимально допустимые значения интенсивности ЭМИ
| Величина Единицы измерения | Диапазон воздействия ЭМИ | |||
| 30 кГц ... ...300 МГЦ | 3 МГц ... ...30 МГц | 30 МГц ... ...300 МГЦ | 300 МГц ... ...300 ГГц | |
| ЕПДУ, В/м НПДУ, А/м ППЭПДУ, МкВт/см2 | 500 50 - | 300 - - | 80 3 - | - - 1000 5000 (для лока-льного облучения кистей рук) |
ПДУ ЭМИ радиочастот для населения [31] приведены в таблицах 7 и 8 [32].
Таблиц7 - ПДУ ЭМИ для населения
|
Места Нахождения людей
| Участок диапазона, единица измерения | ||||
| 30 кГц ... ...300 кГц, В/м | 0,3 МГц ... ...3 МГц, В/м | 3 МГЦ ... ...30МГЦ, В/м | 30 МГц ... ...300 МГц, В/м | 300 МГц ... ...300 ГГц, мкВт/см2 | |
| Территория жилой застройки, места отдыха, помещения, рабочие места лиц до 18 лет и беременных женщин | 25 | 15 | 10 | 3* | 10 100** |
* - кроме телевизионных (см. таблицу 8) и радиолокационных станций, работающих в режиме кругового обзора (сканирования);
** - для случаев облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования.
Низкочастотные ЭМП (0 ... 10кГц) представляют собой значимый экологический фактор. Так, геомагнитное поле (ГМП) защищает живое вещество планеты от электрически заряженных частиц космического происхождения, и существенное изменение ГМП может привести к дестабилизации биосферы, причём не на энергетическом, но на ин-формационном уровне: например, сезонная миграция большого числа разнообразных животных связана с их способностью ориентироваться по силовым линиям ГМП.
Таблица 8 - ПДУ ЭМИ радиочастот, создаваемые телевизионными станциями
| Частота ТВ-станции, МГц | 48,4 | 88,4 | 192 | 300 | |
| Напряжённость, Е (В/м) | 5,4 | 4,0 | 3,0 | 2,5 |
Низкочастотные магнитные поля в связи с практическим отсутсвием ослабления тканью живого вещества оказывают влияние на все органы, ткани, клетки, молекулы биообъекта. Так, хроническое воздействие магнитного поля 50 Гц напряжённостью около 640 А/м приводит к возрастанию летальности лабораторных животных (на 20 %) и к напряжению адаптационных процессов в системе надпочечных желёз, снижению половой потенции у самцов белых мышей. Низкочастотные электрические поля экранируются и ослабляются живыми организмами, но отрицательно влияют на физиологическое состояние животных: поражаются кожа, волосяной покров, семенники, стимулируется развитие онкозаболеваний, импотенции, стерильности.
В качестве ПДУ ЭМП 50Гц – основной источник ЭМП 50Гц – воздушные линии электропередачи (ЛЭП) – приняты следующие значения напряжённости электрического поля, кВ/м [33]: в жилых помещениях – 0,5; в зоне жилой застройки – 1,0; в населённой местности, вне зоны жилой застройки (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зелёные зоны, земли посёлков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населённых пунктов в пределах черты этих пунктов), а также на территории огородов и садов – 5; на участках пересечения ЛЭП с автомобильными дорогами I – IV категорий - 10; в ненаселённой местности (незастроенные местности, даже часто посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельхозугодья) – 15; в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельхозмашин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения - 20 кВ/м.
Для зон около радиотехнических объектов и телевизионных станций СВЧ-диапазона в основу нормирования положены «Санитарные правила ...» [31].
При одновременном воздействии нескольких источников суммарное значение параметров ЭМП, например, напряжённости электрической составляющей ЭМП, определяется из соотношения:
,
где Е1, Е2, ... , Еn – напряжённости электрического поля, создаваемые каждым передатчиком в контролируемой точке данного диапазона, В/м.
Суммарная плотность потока энергии, w, от n источников на прилегающей территории для диапазона частот ЭМИ 300МГц ... 300ГГц равна:
w = w1 + w2 + ... + wn .
При наличии нескольких источников излучения, работающих в разных радиочастотных диапазонах, напряжённости поля Е1, Е2 ..., Еn, создаваемые n источниками ВЧ, и плотности потока энергии w1, w2, ... wn, создаваемые N источниками СВЧ, на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) должны соответствовать требованию:
.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 2780; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!