Биологические действия электромагнитных волн

Реферат на тему: «Биологические действия электромагнитных волн»

Содержание:

1. Электромагнитное излучение(волны).
2. Характер действия электромагнитных волн на организм
3. Меры защиты от воздействия электромагнитных волн.
4. Влияние электромагнитных волн:

                     1. Влияние на нервную систему.

                     2. Влияние на иммунную систему.

                     3. Влияние на половую функцию.

                     4.  Другие медико-биологические эффекты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электромагнитное  излучение(волны).

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 (рисунок1)

 

Рисунок 1. Проникающая способность ЭМИ

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.

В последние несколько лет особую роль в качестве источников ЭМИ, влияющих на человека, играют сотовая связь, ПЭВМ, спутниковая связь, ЭМИ ПЧ, радио- и телевизионное вещание. Исследования их биологического действия проводятся по каждому конкретному источнику ЭМИ с участием человека-пользователя. Оценивается поглощенная доза и ее распределение в структуре того или иного органа (в головном мозге, в сердце и т.д.). Используется комплекс клинико-физиологической аппаратуры с регистрацией непосредственных и отдаленных возможных проявлений воздействия ЭМИ (прежде всего, нервной системы), систематически тестируется психический статус пользователя. Начаты эпидемиологические исследования возможных отдаленных последствий при использовании конкретной аппаратуры.

         Рисунок 2                                                                                                                                                               

                                               Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см2) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены.

Многочисленные исследования в  области биологического действия ЭМП  позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека :

• нервная
• иммунная
• эндокринная
• половая

Эти системы организма являются критическими. 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 центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания.

Электромагнитные поля могут быть особенно опасны для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями  центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков

и людей с ослабленным иммунитетом.

Характер  действия электромагнитных волн на организм.

Общей характерной особенностью действия электромагнитных волн на организм человека является преимущественное влияние  их на функциональное состояние нервной  и сердечно-сосудистой системы. Степень физиологических изменений этих систем зависит от интенсивности, длительности и диапазона облучения.

Электромагнитные волны высокой  частоты представляют наименьшую опасность  для работающих, так как их действие на организм наименее выражено. Наиболее биологически активными являются волны сверхвысоких частот, действие которых на организм проявляется наиболее быстро.

При легкой степени воздействия  рабочие предъявляют жалобы на повышенную утомляемость, головную боль, сонливость, иногда раздражительность, временами  покалывание в области сердца. Медицинскими обследованиями в этой стадии выявляются различные нерезко выраженные изменения функций сердечно-сосудистой и нервной систем (пульса, давления крови, некоторых рефлексов и др.). Иногда отмечается некоторое увеличение щитовидной железы, изменение состава крови.

Более выраженные формы воздействия  характеризуются аналогичными по характеру, но более интенсивными субъективными  ощущениями: заметная утомляемость, частые головные боли, нарушения сна, повышенная раздражительность, боли в области  сердца. Присоединяются такие дополнительные явления, как снижение памяти, обмороки, одышка при ходьбе. Медицинским обследованием  выявляются существенные изменения  со стороны сердечно-сосудистой и нервной систем, заметное увеличение щитовидной железы, общее истощение, изменения в крови. В некоторых случаях отмечается катаракта (помутнение) хрусталика глаза, изменение психики, выпадение волос, ломкость ногтей, снижение половых функций и др. Все эти явления нарастают сравнительно медленно, с увеличением стажа работы в данных условиях. В незапущенных случаях при прекращении работы в условиях воздействия электромагнитных волн через 1 — 1,5 месяца физиологические функции вновь восстанавливаются до нормы. Однако в тяжелых, запущенных случаях полного восстановления может и не быть, остаются также необратимые и органические изменения (например, катаракта).

Меры  защиты от воздействия электромагнитных волн.

Электромагнитные волны радиочастот  относительно хорошо задерживаются

металлом, обладающим хорошей электропроводимостью, что позволяет использовать его  для основных мер защиты работающих от их воздействия. Эти меры сводятся к трем направлениям: экранированию  источников излучения электромагнитной энергии, экранированию рабочих  мест или зон обслуживания, использованию  средств индивидуальной защиты, построенных  на том же принципе использования  экранирующих свойств металла.

При использовании установок высокой  частоты можно экранировать либо всю установку, кроме рабочей  части (индуктора и фидерных линий, которые экранируются отдельно), либо отдельно каждый узел или элемент, являющийся источником излучения (конденсатор  настройки или связи, высокочастотный  трансформатор, фидерные линии, индуктор и т. п.).

Экранирование производится, как правило, листами алюминия или железа толщиной не менее 0,5 мм; фидерные линии более  целесообразно экранировать путем  их проводки в металлических трубах или еще лучше и проще заменять двухпроводные фидерные линии коаксиальным фидером. В местах, где необходимо вести визуальный контроль за работой оборудования, в экранах оставляют смотровые окна, защищая их мелкоячеистой металлической сеткой с хорошей электропроводимостью (медные, латунные).

Источники сверхвысоких частот рассеянного  излучения (через неплотности, щели, рабочие отверстия) экранируются аналогичным образом в виде сплошных укрытий. При направленном излучении (антенные устройства) можно применять также незамкнутые экраны, но со специальным поглощающим покрытием, не допускающим отражения волн. Толщина экрана для защиты от излучений сверхвысоких частот может быть значительно меньше, так как слой даже в несколько сотых миллиметра обеспечивает надежную защиту. Поглощающие покрытия изготавливаются из пористых диэлектриков (губчатая резина, поролоны и др.) с включением в их толщу металлических, ферритовых, угольных и других частиц, поглощающих электромагнитные волны.

Экранирование рабочих мест осуществляется путем, устройства кабин с наружной металлической обшивкой и смотровыми окнами, закрытыми металлической  мелкоячеистой сеткой. Если по условиям технологии недопустимо отражение  волн от металлической обшивки кабин, то наружная поверхность последних  должна покрываться специальным  поглощающим слоем. Для предупреждения проникновения электромагнитных волн в смежные помещения стены  рабочих помещений должны также  экранироваться металлическими листами  или сеткой.

Во всех случаях применение вышеописанных  средств защиты должно быть направлено на максимальное устранение электромагнитных излучений в рабочие помещения  или снижение их интенсивности до уровней, не представляющих опасности  для работающих, то есть до предельно допустимых. Последние установлены для сверхвысоких частот в зависимости от продолжительности работы при их воздействии. В частности, при работе в этих условиях на протяжении всего рабочего дня предельно допустимая плотность потока энергии равна 10 мквт/см2, при работе до 2 часов — 100 мквт/см2 и при работе 15 — 20 минут в день — 1000 мквт/см2.

Для высоких частот официально установлена  лишь предельно допустимая величина электрической составляющей — напряженность, электрического поля, — равная 10 в/м.

При невозможности по техническим  причинам снизить интенсивность  облучения до предельно допустимых уровней на отдельных участках или  при особых видах работ (устранение аварии на ходу и т. п.) допускается  кратковременное выполнение работ  с использованием индивидуальных защитных средств. В качестве последних наиболее широкое распространение получили защитные очки, которые состоят из оправы и металлической сетки, решетки или стекла с тонким слоем металла (золота или двуокиси олова). Тонкий слой золота или двуокиси олова пропускает лучи света, но экранирует электромагнитные колебания сверхвысоких частот. Такой же слой можно использовать для экранирования смотровых окон в ограждениях, кабинах стационарных рабочих мест и т. п. вместо металлических сеток.

Для защиты всего тела работающих можно использовать спецодежду, изготовленную из металлизированной ткани. Последняя обычно выткана из нитей с металлической прожилкой. Она состоит как бы из тончайшей металлической сетки, служащей экраном для электромагнитных колебаний сверхвысоких частот.

При приеме на работу, связанную с  возможностью воздействия электромагнитных волн радиочастот, проводятся обязательные предварительные медицинские осмотры. Периодические медицинские осмотры  обязаны проходить все работающие в этих условиях.

Влияние на нервную систему.

Большое число исследований, выполненных  в России, и сделанные монографические  обобщения дают основание отнести  нервную  систему  к  одной из наиболее чувствительных систем в организме  человека  к  воздействию  ЭМП.

На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур  возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, имеющих контакт с ЭМП. Эти лица могут иметь склонность к развитию  стрессорных  реакций.

Определенные структуры  головного  мозга  имеют  повышенную  чувствительность  к  ЭМП.

Изменения проницаемости гемато-энцефалического барьера может привести к неожиданным неблагоприятным эффектам. Особую высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.

Влияние на иммунную систему.

Влияние на эндокринную систему  и нейрогуморальную реакцию  настоящее  время  накоплено  достаточно   данных,   указывающих  на отрицательное  влияние  ЭМП  на  иммунологическую  реактивность   организма. Результаты исследований  ученых России дают основание  считать, что при воздействии  ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону  их угнетения. Установлено также, что у животных,  облученных  ЭМП,  изменяется характер   инфекционного   процесса   -   течение   инфекционного   процесса отягощается.

Возникновение аутоиммунитета связывают не столько с изменением антигенной структуры тканей,  сколько с патологией  иммунной  системы,  в результате чего  она реагирует против  нормальных  тканевых  антигенов.  В соответствии  с этой  концепцией,  основу   всех   аутоиммунных   состояний составляет в первую  очередь иммунодефицит по  тимус-зависимой  клеточной популяции лимфоцитов.  Влияние ЭМП высоких интенсивностей  на   иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на  Т-систему клеточного иммунитета. ЭМП могут способствовать неспецифическому угнетению иммуногенеза, усилению образования  антител  к  тканям  плода  и  стимуляции аутоиммунной реакции в организме беременной самки.

 В  работах  ученых  России  еще  в  60-е  годы  в   трактовке  механизма функциональных  нарушений  при  воздействии   ЭМП  ведущее  место  отводилось  изменениям в гипофиз-надпочечниковой  системе.  Исследования  показали,  что при действии  ЭМП,  как правило,   происходила   стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождалось увеличением содержания  адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови.

Было  признано,  что  одной  из систем, рано и закономерно вовлекающей  в ответную  реакцию  организма  на воздействие различных факторов внешней среды, является система  гипоталамус-гипофиз-кора  надпочечников.   Результаты   исследований   подтвердили   это положение.

Влияние на половую функцию.

Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее  регуляции  со стороны нервной  и  нейроэндокринной  систем.  С  этим  связаны  результаты работы  по  изучению  состояния  гонадотропной   активности   гипофиза   при воздействии  ЭМП. Многократное облучение ЭМП  вызывает  понижение  активности гипофиза. Любой фактор окружающей среды, воздействующий на  женский  организм  во время  беременности  и  оказывающий  влияние  на   эмбриональное   развитие, считается тератогенным. Многие ученые относят ЭМП к этой группе факторов.

Первостепенное  значение  в  исследованиях  тератогенеза  имеет стадия беременности, во время которой воздействует ЭМП. Принято считать,  что ЭМП могут,  например,  вызывать  уродства,  воздействуя   в   различные   стадии беременности. Хотя периоды  максимальной  чувствительности  к  ЭМП  имеются. Наиболее  уязвимыми  периодами  являются  обычно  ранние   стадии   развития зародыша, соответствующие периодам имплантации и раннего органогенеза.

Было высказано мнение о  возможности  специфического  действия  ЭМП  на половую функцию женщин, на эмбрион. Отмечена более высокая  чувствительность к   воздействию ЭМП   яичников   нежели   семенников.   Установлено,   что чувствительность эмбриона  к ЭМП значительно выше,  чем чувствительность материнского  организма,  а внутриутробное  повреждение плода ЭМП   может произойти   на   любом   этапе   его развития.   Результаты    проведенных эпидемиологических  исследований  позволят 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.