Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Вплив електромагнітних полів та випромінювань на живі організми.

Електромагнітні поля та випромінювання.

Норми радіаційної безпеки.

Перші безпечні межі опромінення людей були визначені на початку XX століття. Оскільки у той час променеві ураження стосувалися головним чином шкіри, то було запропоновано прийняти як безпечну десяту частину дози, яка викликає еритему (почервоніння) шкіри через 130 діб.

У 1934 році міжнародна комісія радіаційної охорони встановила толерантну дозу - 0,2 рентгена за добу. Із надходженням нових даних про віддалені наслідки впливу ІВ на людину термін "толерантна доза" був замінений висловом "гранично допустима" доза, а її величина встановлена 0,05 рентгена на добу, або 18 рентгенів за рік. У 1958 році МКРЗ прийняла гіпотезу безмежної лінійної залежності - доза-ефект, згідно з якою будь-які найнезначніші опромінення можуть викликати небажані генетичні наслідки, причому ймовірність таких наслідків прямо пропорційна дозі. Для спеціалістів, котрі мають справу з ІВ, доза складає 5 бер за рік. В даний час розробляються рекомендації з прийняття гранично допустимої дози в 1 бер за рік.

Нині діють "Норми радіаційної безпеки (НРБ-76/87), прийняті У 1987 році. При встановленні норм був взятий за основу наступний принцип - забезпечити захист від ІВ окремих осіб, їх нащадків та людство у цілому, а також розробити відповідні Умови для необхідної практичної діяльності, під час якої люди Можуть потрапити під вплив ІВ.

У НРБ проведено чітке розмежування між дозовими границями для різних категорій опромінюваних осіб.

Категорія А - персонал, який працює безпосередьо з ІВ.

Категорія Б - обмежена частина населення (особи, які безпосередньо не працюють з ІВ, але за умовами проживання чи розташування робочих місць можуть підлягати опроміненню)

Категорія В - населення.

Встановлені три категорії органів тіла людини, опромінення яких викликає різні наслідки:

I - усе тіло, червоний кістковий мозок;

II - м'язи, щитовидна залоза, жирова тканина, внутрішні органи;

III - кісткова тканина, поверхня шкіри, кістки, передпліччя, кісточка, стопи.

НРБ вказані в табл. б у берах на рік.

Таблиця 6.1

Норми радіаційної безпеки

Категорія людей	Категорія органів
І	ІІ	ІІІ
А Б	0,5	1,5	3,0

Таким чином, іонізуючі випромінювання за своєю природою шкідливі для життя. Будь-яке опромінення збільшує ризик захворювань. Крім того, у людей відсутні органи, які сприймають

іонізуючі випромінювання, що робить їх особливо небезпечними.

Відразу ж після початку практичного використання радіо почали спостерігатися симптоми шкідливого впливу радіохвиль на людей.

Біосфера впродовж усієї еволюції знаходилась під впливом електромагнітних полів, так званого фонового випромінювання, викликаного природними причинами. У процесі індустріалізації людство додало до цього цілий ряд факторів, посиливши фонове випромінювання. В зв'язку з цим ЕМП антропогенного походження почали значно перевищувати природний фон і дотепер перетворились у небезпечний екологічний фактор.

Усі електромагнітні поля та випромінювання діляться на природні та антропогенні.

ЕМП природного походження. Навколо Землі існує електричне поле напруженістю у середньому 130 В/м, яке зменшується від середніх широт до полюсів та до екватора, а також за експоненціальним законом з віддаленням від земної поверхні. Спостерігаються річні, добові та інші варіації цього поля, а також випадкові його зміни під впливом грозових розрядів, опадів, завірюх, пилових бурь, вітрів.

Наша планета також має магнітне поле з напруженістю 47,3 А/м на північному, 39,8 А/м - на південному полюсах, 19,9 А/м - на магнітному екваторі. Це магнітне поле коливається з 80-річним та 11-річним циклами змін, а також з більш короткочасними змінами з різних причин, пов'язаних із сонячною активністю (магнітні бурі).

Земля постійно знаходиться під впливом ЕМП, які випромінює Сонце, у діапазоні в основному 10 мГц... 10 гГц. Спектр сонячного випромінювання досягає і більш короткохвильової області, яка включає в себе інфрачервоне (ІЧ), видиме, ультрафіолетове (Уф), рентгенівське та гамма-випромінювання. Інтенсивність випромінювання змінюється періодично, а також швидко та різко збільшується при хромосферних спалахах.

Розглянуті ЕМП впливали на біологічні об'єкти та зокрема на людину під час усього її існування. Це дало змогу у процесі еволюції пристосуватися до впливу таких полів та виробити захисні механізми, які захищають людину від можливих ушкоджень за рахунок природних факторів. Але вчені все ж спостерігають кореляцію між змінами сонячної активності (викликаними ними змінами електромагнітного випромінювання) і нервовими, психічними, серцево-судинними захворюваннями людей, а також порушенням умовно-рефлекторної діяльності тварин.

Антропогенні випромінювання фактично охоплюють усі діапазони. Розглянемо вплив радіохвильового випромінювання, зокрема випромінювання ВЧ та УВЧ діапазонів (діапазони ЗО кГц...500 мГц). Можливості прямого опромінення радіохвилями визначаються умовами їх розповсюдження, які залежать від довжини хвилі.

На довгих хвилях (10... 1 км) ЕМП створюється хвилею, яка огинає земну поверхню та перешкоди, які на ній знаходяться (будинки, рослинність, нерівності місцевості), і йде між земною поверхнею та нижньою межею іонізаційного шару атмосфери. Вони майже не поглинаються ґрунтом. Сигнали потужних радіомовних станцій в цьому діапазоні фактично у будь-який час доби вільно розповсюджуються на далекі відстані. Тому станції повинні розглядатися як джерела ЕМП, які відіграють важливу роль в екологічному відношенні.

Середні хвилі (1000... 100м) також достатньо добре огинають земну поверхню, хоча при цьому відхиляються перешкодами, які мають розмір, більший від довжини хвилі, та значно поглинаються грунтом. В зв'язку з цим віддаль розповсюдження середніх хвиль становить близько 500 км, а для обслуговування великих територій встановлюється мережа ретрансляційних станцій. В цьому діапазоні працюють радіостанції на суднах та аеродромна радіослужба. Та головну екологічну небезпеку створюють потужні радіомовні станції.

У діапазоні коротких хвиль (100... 10 м) радіохвилі дуже сильно поглинаються ґрунтом, але для розповсюдження на велику відстань використовується їх віддзеркалення від земної поверхні та від іоносфери. В цьому діапазоні працюють радіомовні станції та станції зв'язку.

На ультракоротких хвилях (10...1 м), які дуже поглинаються ґрунтом та майже не віддзеркалюються іоносферою розповсюдження сигналів відбувається практично лише в межах прямої видимості. Для збільшення цієї зони використовують високо розміщені антени та ретранслятори, причому ЕМП утворюється внаслідок інтерференції прямого та віддзеркаленого променів. В цьому діапазоні працюють зв'язкові, радіомовні та телевізійні станції, розташовані, як правило, у місцях великої концентрації населення.

Систематичні дослідження впливу ЕМП на людей почались приблизно з 50-х років.

Під час медичного обстеження виявляються суб'єктивні розлади, які спостерігаються під час роботи: загальна слабкість, підвищена втома, пітливість, сонливість, а також розлад сну, головний біль в ділянці серця. З'являється роздратування, втрата уваги, зростає тривалість мовнорухової та зоровомоторної реакцій, підвищується межа нюхової чутливості. Виникає ряд симптомів, які є свідченням порушення роботи окремих органів - шлунка, печінки, селезінки, підшлункової та інших залоз. Пригнічуються харчові та статеві рефлекси.

Реєструються об'єктивні показники, наприклад, зміна артеріального тиску, частота серцевого ритму, форма електрокардіограми. Це свідчить про порушення діяльності серцево-судинної системи. Фіксуються зміни показників білкового та вуглеводного обміну, збільшується вміст азоту в крові та сечі, знижується концентрація альбуміну та зростає вміст глобуліну, збільшується кількість лейкоцитів, тромбоцитів, виникають й інші зміни складу крові.

Значні зміни функціонування органів та систем спостерігалися не лише під час опромінення, але і їх наслідки протягом тривалого часу.

Поряд з радіохвильовою хворобою як специфічним результатом дії ЕМП спостерігається, завдяки його впливу, загальне зростання захворюваності, а також захворювання окремими хворобами органів дихання, травлення та ін. Це відмічається також і при дуже малій інтенсивності ЕМП, яка незначно перевищує гігієнічні нормативи.

Випромінювання НВЧ діапазону. Активність впливу ЕМП різних діапазонів частот різна: вона значно зростає з ростом частоти та дуже серйозно впливає у НВЧ діапазоні. У даний діапазон входять дециметрові (100... 10 см), синтиметрові (10...1 см) та міліметрові (10... 1 мм) хвилі. У закордонній літературі усі ці діапазони об'єднуються терміном "мікрохвильові".

Як і УВЧ, НВЧ випромінювання дуже поглинається грунтом та не віддзеркалюється іоносферою. Тому розповсюдження НВЧ відбувається в межах прямої видимості.

На дециметрових хвилях працюють радіомовні та телевізійні станції, які забезпечують в зв'язку із зниженням рівня перешкод вищу якість передачі інформації, ніж в УВЧ діапазоні.

Усі ділянки НВЧ діапазону використовуються для радіозв'язку, в тому числі радіорелейного та супутникового. В цьому діапазоні працюють практично усі радіолокатори.

Оскільки випромінювання НВЧ, поглинаючись поганопровідним середовищем, викликає іх нагрівання, цей діапазон широко використовується у промислових установках, які базуються на використанні й інших ефектів, пов'язаних з НВЧ випромінюваннями. Подібні установки використовуються і в побуті. Вплив НВЧ випромінювання на живі тканини дав підставу для розробки терапевтичної медичної апаратури. Зявдяки особливостям розповсюдження НВЧ саме цей діапазон використовується для передачі енергії променем на великі відстані.

Вплив НВЧ на біологічні об'єкти останнім часом привертає увагу великої кількості дослідників та висвітлюється у численних наукових доповідях та публікаціях. Є відомості про клінічні прояви дії НВЧ залежно від інтенсивності опромінення. При інтенсивності близько 20 мкВт/см2 спостерігається зменшення частоти пульсу, зниження артеріального тиску, тобто реакція на опромінення. Вона сильніша та може навіть виражатися у збільшенні температури осіб, які раніше потрапляли під опромінення. Із зростанням інтенсивності проявляються електрокардіологічні зміни, при хронічному впливі - тенденція до гіпотенії, до змін з боку нервової системи. Потім починається прискорення пульсу, коливання об'єму крові.

За інтенсивності 6 мВт/см2 помічено зміни у статевих залозах, у складі крові, каламутність кришталика. Далі - зміни У згортанні крові, умовно-рефлекторній діяльності, вплив на клітини печінки, зміни у корі головного мозку. Потім - підвищення кров'яного тиску, розриви капілярів та крововиливи у легені та печінку.

За інтенсивності до 100 мВт/см2 - стійка гіпотенія, стійкі зміни серцево-судинної системи, двостороння катаракта. Подальше опромінення помітно впливає на тканини, викликає больові відчуття. Якщо інтенсивність перевищує 1 Вт/см2, То це викликає дуже швидку втрату зору.

Таким чином, НВЧ опромінення діє в основному аналогічно хвильовому, але сильніше.

Оптичне випромінювання. Цим терміном позначається випромінювання видимого діапазону хвиль (0,4...0,77 мкм), а також межуючих з ним діапазонів - інфрачервоного (ІЧ) з довжиною хвилі 0,77...0.1 мкм та ультрафіолетового (УФ) з довжиною хвилі 0,4...0,05 мкм.

Вивчення оптичного діапазону (включаючи ІЧ, видиме та УФ) не класифікується як радіочастотне, але, починаючи з 60-х років, воно почало широко застосовуватися у радіоелектроніці.

Лазерне випромінювання має ряд особливостей. Воно характерне великою часовою та просторовою когерентністю - кореляцією (сумісністю) фаз коливань у деякій точці простору на певну величину моменту часу, а також кореляцією фаз коливань у різних точках простору в один і той же момент часу.

Просторова когерентність зумовлює високу скерованість лазерного випромінювання, тобто малу кутову розбіжність променя на великих відстанях. У зв'язку із малою довжиною хвилі лазерне випромінювання може бути сфокусоване оптичними системами (лінзами та дзеркалами) невеликих геометричних розмірів, обмежених дифракцією, завдяки чому на малій площі досягається велика густина випромінювання.

Вплив лазерного випромінювання на біологічні тканини може призвести до теплової, ударної дії світлового тиску, електрострикції (механічні коливання під дією електричної складової ЕМП), перебудови внутріклітинних структур. Залежно від різних обставин прояв кожного ефекту зокрема чи їх сумарна дія можуть відрізнятися.

При великій інтенсивності і дуже малій тривалості імпульсів спостерігається ударна дія лазерного випромінювання, яка розповсюджується з великою швидкістю та призводить до пошкодження внутрішніх тканин за відсутності зовнішніх проявів.

Найважливішим фактором дії потужного лазерного випромінювання на біологічне середовище є тепловий ефект, який проявляється у вигляді опіку, іноді з глибинним руйнуванням - деформацією і навіть випаровуванням клітинних структур.

У зв'язку з різною поглинаючою здатністю живих тканин при відносно слабких ушкодженнях шкіри можуть виникати серйозні ураження внутрішніх тканин - набряки, крововиливи, змертвіння, згортання крові. Результатом навіть дуже малих доз лазерного випромінювання можуть бути такі явища, як майже при НВЧ опроміненні - нестійкість артеріального тиску, порушення серцевого ритму, втома, роздратування тощо. Звичайно, такі порушення зворотні і зникають після відпочинку.

Найсильніше впливає лазерне випромінювання на очі. Лазерне випромінювання ушкоджує (часом безповоротно) усі структури ока, а оскільки око є оптичною системою, виникають другорядні біологічні ефекти як реакція на опромінення.

Внаслідок лазерного опромінення у біологічних тканинах можуть виникати вільні радикали, які активно взаємодіють з молекулами та порушують нормальний хід процесів обміну на клітинному рівні. Наслідком цього є загальне погіршення стану здоров'я (як і при впливі іонізаційних випромінювань).

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Радіоактивне забруднення води та продовольства.	\|

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.007 сек.