Влияние электромагнитного излучения на организм человека

 

 

 

 

3. Медико-биологические аспекты воздействия ЭМИ излучений

3.1. Виды исследования биологического  действия ЭМ излучений

Для определения предельно  допустимых уровней общеприняты  следующие основные виды исследований: исследования биологического действия ЭМИ в заданных условиях на животных, исследования на людях-добровольцах, эпидемиологические и клинико-физиологические исследования.

Исследования на животных производятся во всех случаях при  разработке санитарных норм. У животного, облученного в заданных условиях, контролируются изменения, происходящие на уровне клетки, системы (кровеносной, нервной, эндокринной и т. д.) и организма в целом.

Исследования на добровольцах применяются на более поздних  этапах разработки санитарных норм и  в случаях отсутствия явной острой опасности для здоровья человека. В качестве примера приведу исследование на добровольцах биологического действия ЭМИ мобильного телефона. Эксперименты на добровольцах не могут дать полной картины биологического действия конкретного  ЭМИ, поскольку фиксируют лишь текущие  изменения контролируемых параметров, но не могут прогнозировать последствия  этих изменений. Для решения этой проблемы служат два типа исследований.

Эпидемиологические исследования используются для изучения отдаленных последствий биологического действия ЭМИ, особенно малых уровней, стабильных и действующих в течение длительного  времени. В качестве примера можно  назвать широко проводимые в настоящее  время исследования последствий биологического действия магнитных полей промышленной частоты.

Клинико-физиологические исследования, как правило, проводятся в виде наблюдений за изменением состояния здоровья людей, подвергающихся облучению в процессе своей профессиональной деятельности. Например, в результате проведенных в России еще в 60-е годы клинических исследований было установлено, что длительный контакт с ЭМИ в СВЧ-диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которых определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечнососудистой систем. В результате было предложено ввести в перечень заболеваний новое понятие – «Радиоволновая болезнь».

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.

3.2. Биофизика взаимодействия ЭМИ  с биологическими объектами

Организм человека осуществляет свою деятельность путем ряда сложных  процессов и механизмов и, в том  числе, с использованием внутри- и  внеклеточной электромагнитной информации и соответствующей биоэлектрической регуляции. Электромагнитная среда  обитания фактически может быть рассмотрена  как источник помех в отношении  жизнедеятельности человека и биоэкосистем. В этой связи возникает проблема биоэлектромагнитной совместимости как весьма сложной системы взаимодействия живой природы и технических средств, источников ЭМИ. В этой ситуации живой организм вынужден постоянно искать защиту от быстро меняющейся обстановки, используя свои внутренние возможности.

При взаимодействии электромагнитных излучений с биологическими объектами  лишь часть энергии поглощается. В этом случае используют следующий  принцип: только та часть энергии  излучения может вызвать изменения  в веществе, которая поглощается  этим веществом; отраженная или проходящая энергия не оказывает никакого действия (принцип Гроттгосуса).

Это взаимодействие носит  биофизический характер, т.е. происходит процесс поглощения и непосредственного  распределения поглощенной энергии  на уровне биотканей целого организма. При этом тканевые системы называются биомикросистемами, а отдельные части тела (голова, туловище и т.д.) - биомакросистемами.

В отличие от ионизирующего  излучения, которое непосредственно  создает электрические заряды, электромагнитные излучения не обладают ионизирующей способностью и воздействуют только на уже имеющиеся свободные заряды или диполи. Диэлектрические свойства биотканей сильно зависят от их химического состава, частоты колебаний, происходящих внутри биологического объекта. Электромагнитные свойства определяют процессы прохождения энергии через слои вещества, отраженной на границах их раздела, и поглощения внутри тканей.

При взаимодействии электромагнитного  излучения с биовеществом возникают два типа эффекта, определяющих диэлектрические свойства тканей. Колебания свободных зарядов (ионов) приводят к увеличению токов проводимости и потере энергии, связанной с электрическим сопротивлением среды. Вращение дипольных молекул с частотой приложения электромагнитного излучения влияет на токи смещения и диэлектрические потери, обусловленные вязкостью среды.

Диэлектрические свойства биотканей описываются диэлектрической проницаемостью и проводимостью. Магнитные свойства биотканей описываются магнитной проницаемостью. Хотя все биоткани являются слабыми диа- и парамагнетиками, близкими по свойствам к вакуумной среде, рассеяние магнитной энергии в биообъекте может быть значительным в зависимости от размеров и электрических свойств этих объектов.

Диэлектрические свойства биотканей существенно зависят от частоты электромагнитных колебаний. Эти зависимости показаны на (рис. 14, 15).

 

Рис. 14 – Зависимость мнимой диэлектрической проницаемости биотканей с высоким содержанием воды от частоты электромагнитных колебаний

 

Рис. 15 – Зависимость проводимости биотканей с высоким содержанием воды от частоты электромагнитных колебаний

 

При воздействии на биоткань электрических излучений она поляризуется, и ионные токи будут протекать только по межклеточной жидкости, т.к. мембраны клеток, являясь хорошими изоляторами, отделяют внутриклеточное содержание. Это справедливо для постоянного электрического поля.

При частоте, меньшей 10 кГц, период электромагнитных колебаний  достаточно большой для того, чтобы  клеточные мембраны успели перезарядиться за счет ионов вне и внутри клетки. Это объясняет наличие низкой удельной ионной проводимости даже для  тканей с высоким содержанием  воды. При этом полный заряд и  диэлектрическая проницаемость  ткани за период колебаний велики. Последующий рост удельной проводимости происходит вследствие уменьшения емкостного сопротивления мембран с увеличением  частоты. Неполная перезарядка изолированных  мембран вовлекает внутриклеточную  жидкость в процесс образования ионных токов, проводимость ткани плавно увеличивается, а ее диэлектрическая проницаемость падает.

Лавинное вовлечение внутриклеточной  среды в процесс образования  ионных токов на частотах 10 кГц ...100 кГц вызывает резкое возрастание  удельной проводимости. Кроме того, поляризация молекул тканей, в  основном молекул воды, приводит к  возникновению токов смещения, увеличивающих  токи в тканях при тех же амплитудах напряженности электрического поля, т.е. уменьшает их удельное сопротивление.

При частотах 100 кГц ...10 МГц  мембраны все меньше и меньше перезаряжаются, и емкостное сопротивление биоткани падает. Содержимое клеток все активнее включается в процесс образования ионных токов, т.е. проводимость ткани продолжает возрастать, а ее диэлектрическая проницаемость уменьшается. При этом значительно возрастают поляризация молекул и обусловленные ею токи смещения, что приводит к увеличению суммарных токов в биотканях.

При частотах больше 10 МГц  емкостное сопротивление мембран  клеток становится таким малым, что  клетку считают короткозамкнутой. Поляризация  молекул и токи смещения становятся доминирующими. Возбужденные молекулы приходят в колебательное движение, сталкиваются с псевдовозбужденными и передают им свою энергию, расходуемую на тепло и химические преобразования. Поэтому проводимость резко возрастает, а диэлектрическая проницаемость меняется незначительно.

3.3. Реакция  организма человека на воздействие  ЭМ излучений

Среди всего спектра наибольшей биологической значимостью и  выраженностью симптоматики выделяются ЭМИ РЧ и СВЧ. В зависимости  от интенсивности и продолжительности  воздействия ЭМИ РЧ и СВЧ вызываемые изменения в организме подразделяют на изменения острого (термогенного) и хронического (атермального) воздействия.

Острое воздействие обусловлено  термическим воздействием ЭМИ, как  правило, при нарушении техники  безопасности.

Термогенное воздействие обычно носит локальный характер, а возникающая симптоматика определяется топографией облучаемой области. При облучении пострадавшие ощущают тепло в месте воздействия, схожее с действием солнечных лучей. Иногда отмечают также общее недомогание, головную боль, головокружение, тошноту, рвоту, чувство страха, жажду, легкую слабость, боли в конечностях, повышенную потливость.

У пострадавших наблюдаются  повышение температуры тела, приступы тахикардии, нарушение сердечной  деятельности, артериальная гипертензия. В ряде случаев в клинике острых воздействий могут преобладать  диэнцефальные расстройства. Субъективная и объективная симптоматика у  пострадавших через несколько дней исчезает, все клинические показатели приходят к доклиническому уровню, полностью восстанавливается работоспособность.

Немногочисленные клинические  наблюдения острого теплового действия ЭМИ на человека указывают на возможность  локальных остаточных структурных  изменений органов и тканей (ожогов, катаракты, атрофии семенников и  т.д.).

Данные эпидемиологического  изучения отдаленных последствий, предписываемых влиянию ЭМИ, в том числе возникновения  специфических заболеваний крови, показывают, что нахождение стойких  изменений в крови в условиях воздействия реально существующих уровней ЭМИ у профессионалов и тем более у населения  представляется весьма проблематичным.

Представленные данные клинико-эпидемиологических исследований о влиянии ЭМИ РЧ и СВЧ на организм человека свидетельствуют, что выраженность наблюдаемых изменений зависит от интенсивности и времени воздействия.

Общая картина изменений  под влиянием различных уровней  ЭМИ представлена в табл. 5.

 

Таблица 5 – Возможные изменения в организме человека под влиянием ЭМИ различных интенсивностей

Интенсивность ЭМИ, мВт/см2	Наблюдаемые изменения
600	Болевые ощущения в период облучения
200	Угнетение окислительно-восстановительных  процессов в ткани
100	Повышенное артериальное давление с последующим его снижением; в случае воздействия - устойчивая гипотензия. Двухсторонняя катаракта
40	Ощущение тепла. Расширение сосудов. При облучении 0,5-1 ч повышение  давления на 20-30 мм рт. ст.
20	Стимуляция окислительно-восстановительных  процессов в ткани
10	Астенизация после 15 мин. облучения, изменение биоэлектрической активности головного мозга
8	Неопределенные сдвиги со стороны крови с общим временем облучения 150 ч, изменение свертываемости крови
6	Электрокардиографические  изменения, изменения в рецепторном аппарате
4-5	Изменение артериального  давления при многократных облучениях, непродолжительная лейкопения, эритропения
3-4	Ваготоническая реакция с симптомами брадикардии, замедление электропроводимости сердца
2-3	Выраженный характер снижения артериального давления, тенденция  к учащению пульса, незначительные колебания объема сердца
1	Снижение артериального  давления, тенденция к учащению пульса, незначительные колебания объема крови  сердца. Снижение офтальмотонуса при ежедневном воздействии в течение 3,5 месяцев
0,4	Слуховой эффект при воздействии  импульсных ЭМП
0,3	Некоторые изменения со стороны  нервной системы при хроническом  воздействии в течение 5-10 лет
0,1	Электрокардиографические  изменения
до 0,05	Тенденция к понижению  артериального давления при хроническом  воздействии

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Последние достижения прогресса, призванные повысить комфортность жизни, к сожалению, значительно влияют на здоровье человека.

Электромагнитные излучения  оказывают пагубное воздействие  на такие системы человеческого  организма, как  нервная, иммунная, эндокринно-регулятивная и половая системы.

Рядом с человеком, в его  повседневной жизни, дома и на работе находятся электроприборы создающие  излучение: компьютеры, телевизоры, микроволновые  печи, мобильные телефоны.

Сказать какое комплексное  воздействие они оказывают на человека сложно, понятно только, что  оно не является положительным.

Результаты проведенных исследований по влиянию сотового телефона и других малогабаритных маломощных электронных  средств на различные организмы  убедительно свидетельствуют о  том, что за контакт с подобными  устройствами пользователь расплачивается своим здоровьем. Главным источником биологического действия на организм является тонкополевое излучение, создаваемое матричными структурами интегральных микросхем. Интенсивность излучаемого БИС тонкого поля зависит от плотности рисунков в ней и ее размеров. В свою очередь, плотность рисунков в объеме зависит и от количества слоев, из которых состоит микросхема.

Современные электронные средства, такие, как сотовый телефон, представляют особую опасность и для детей. В период формирования организма  взаимодействие с сотовым телефоном  приводит к резкому старению клеток головного мозга и всего организма  и появлению в нем соответствующих  заболеваний. К такому выводу пришли и ученые Центра электромагнитной безопасности при ГНЦ «Биофизика» Минздрава РФ. Сегодня во всем мире большое внимание уделяется разработке средств защиты от различного рода излучений электронных средств. Традиционно большинство средств защиты направлены на экранирование электромагнитных излучений. Но бессмысленно экранировать электромагнитное излучение сотового телефона или радиотелефона, так как сам принцип их работы противоречит этому. Исходя из изложенного материала, можно утверждать, что реально положительных результатов для организма человека от устройств защиты, снижающих электромагнитные излучения, нет и не может быть. Вместе с этим защита необходима от тонкополевого излучения БИС. Для всего человечества опасным становится и тот факт, что в окружающей его среде наравне с электромагнитным излучением идет нарастание плотности патогенной тонкополевой энергии (применение сотовых телефонов, радиотелефонов, компьютеров, принтеров, копировальных аппаратов и других средств, в устройстве которых используются высокоплотные матричные структуры, излучающие вредные для организма человека тонкие поля).