Електромагнітні поля

Електромагнітне поле (ЕМП) становить особливу форму матерії. Будь-яка електрично заряджена частинка має електромагнітне поле, що складає з нею одне ціле. Але електромагнітне поле може існувати й у вільному, відділеному від заряджених частинок, стані у вигляді фотонів або взагалі у вигляді електромагнітного поля, що рухається зі швидкістю 3 х 10⁸м/с.

Природними джерелами електромагнітних полів і випромінювань є насамперед: атмосферна електрика, радіовипромінювання сонця і галактик, електричне і магнітне поле Землі. Усі промислові і побутові електро- і радіоустановки є джерелами штучних полів і випромінювань, але різної інтенсивності. Перелічимо найбільш істотні джерела цих полів [51].

Електромагнітні поля виникають під час роботи з легко електризуючими матеріалами і виробами, під час експлуатації високовольтних установок постійного струму.

Джерелами постійних магнітних полів є: електромагніти з постійним струмом і соленоїди, магнітопроводи в електричних машинах і апаратах, литі і металокерамічні магніти.

Джерелами електромагнітних полів промислової частоти (50 Гц) є: лінії електропередач і відкриті розподільні пристрої, що включають комутаційні апарати, пристрої захисту й автоматики, вимірювальні прилади, сполучні шини, допоміжні пристрої, а також усі високовольтні споруди промислової частоти.

Магнітні поля промислової частоти виникають навколо будь-яких електроустановок і струмопроводів. Чим більша величина струму, тим більша інтенсивність магнітного поля.

Джерелами електромагнітних випромінювань радіочастот є могутні радіостанції, антени, генератори надвисоких частот, установки індукційного і діелектричного нагрівання, радари, вимірювальні і контролюючі пристрої, дослідницькі установки, високочастотні прилади і пристрої в медицині й у побуті.

Джерелом електростатичного поля й електромагнітних випромінювань у широкому діапазоні частот (інфранизькочастотному, радіочастотному, інфрачервоному, видимому, ультрафіолетовому, рентгенівському) є персональні електронно-обчислювальні машини (ПЕОМ) і відеодисплейні термінали (ВДТ) на електронно-променевих трубках.

Джерелом підвищеної небезпеки в побуті з погляду електромагнітних випромінювань є також мікрохвильові печі, телевізори будь-яких модифікацій, мобільні телефони. На сьогодні визнаються джерелами ризику в зв’язку з останніми даними про вплив магнітних полів промислової частоти: електроплити з електропідводкою, електрогрилі, праски, холодильники (за умови роботи компресора) та інші побутові електроприлади, включаючи електробритви і електрочайники.

Життя на нашій планеті виникло в тісній взаємодії з електромагнітними випромінюваннями і, насамперед, з електромагнітним полем Землі. Людина пристосувалася до земного поля в процесі свого розвитку, і воно стало не тільки звичним, але і необхідною умовою нашого життя. Як збільшення, так і зменшення інтенсивності природних полів здатні позначитися на біологічних процесах. Електромагнітна сфера нашої планети визначається в основному електричним (Е = 120-150 В/м) і магнітним (Н = 24-40 А/м) полями Землі, атмосферною електрикою, радіовипромінюванням Сонця і галактик, а також полями штучних джерел (могутніх радіостанцій, промислового електротермічного устаткування, дослідницьких установок, вимірювальних і контролюючих пристроїв та ін.). Як вже зазначалося, діапазон природних і штучних полів дуже широкий: від постійних магнітних і електростатичних полів і рентгенівських та гамма-випромінювання частотою 3 х 10²¹ Гц і вище. Кожний з діапазонів електромагнітних випромінювань порізному впливає на розвиток живого організму. Зокрема, ЕМІ світлового діапазону (з довжиною хвиль 0,39-0,76 мкм) не тільки відіграє величезну роль як сильний фізіологічний фактор біоритміки живого, але й чинить могутній інформаційний вплив на організм через органи зору або інші світлові рецептори.

Варто зазначити, що посилення електричного поля перед грозою і під час грози характеризується дискомфортом самопочуття людини, а магнітні бури, пов’язані із сонячною активністю, впливають не тільки на ослаблених і людей похилого віку, але є однією з причин багатьох автодорожніх та інших аварій. Ослаблені природні поля стали предметом вивчення насамперед у зв’язку з розвитком космонавтики. Досліди над тваринами, зокрема щурами, засвідчують, що значне зменшення геомагнітного поля через визначений відрізок часу (у другому поколінні) здатне викликати істотну зміну процесів життєдіяльності: порушується діяльність печінки, нирок, статевих залоз, але найголовніше – з’являються пухлини в різних органах. Існує гіпотеза вченого зі США Мак-Ліна, який пов’язує збільшення ракових захворювань людини зі зниженням магнітного поля нашої планети, яке, за його розрахунками, за останні 2,5 тис. років зменшилося на 66%.

Ще раз зазначимо, якщо природне поле Землі необхідне для життя людини, а слабкі штучні ЕМП неоднозначно впливають на живий світ і нерідко впливають сприятливо, то можна стверджувати про шкідливий вплив сильних полів на тварин і людину, що виражається насамперед у порушеннях функціонального стану центральної нервової і серцево-судинної систем.

Механізм впливу ЕМП на біологічні об’єкти дуже складний і недостатньо вивчений. Але в спрощеному вигляді цей вплив можна представити таким чином: у постійному електричному полі молекули, з яких складається тіло людини, поляризуються й орієнтуються за напрямком поля – у рідинах, зокрема в крові, під електричним впливом з’являються іони і, як наслідок, струми. Однак іонні струми будуть протікати в тканині тільки по міжклітинній рідині, тому що при постійному полі мембрани клітин, будучи хорошими ізоляторами, надійно ізолюють внутрішньоклітинне середовище.

При підвищенні частоти зовнішнього ЕМП електричні властивості живих тканин змінюються: вони втрачають властивості діелектриків і набувають властивості провідників, причому ця зміна відбувається нерівномірно. З подальшим зростанням частоти індукція іонних струмів поступово заміщується поляризацією молекул.

Перемінне поле викликає нагрівання тканин людини як за рахунок перемінної поляризації діелектрика, так і за рахунок появи струмів провідності. Тепловий ефект є наслідком поглинання енергії електромагнітного поля. На високих частотах, насамперед у діапазоні радіочастот (10⁵-10¹¹ Гц), енергія поля, що проникає в організм, багаторазово відбиває, переломлюється в багатошаровій структурі тіла з різною товщиною шарів тканин. Унаслідок цього поглинається енергія ЕМП неоднаково, звідси вплив на різні тканини відбувається також неоднаково.

Теплова енергія, що виникла в тканинах людини, збільшує загальне тепловиділення. Якщо механізм терморегуляції тіла не здатний розсіяти надлишкове тепло, можливе підвищення температури тіла. Це відбувається від межі інтенсивності поля 100 Вт/м², що називається тепловим порогом. Органи і тканини людини, що мають слабку терморегуляцію, більш чуттєві до опромінення (мозок, очі, нирки, кишківник, яєчка). Перегрівання тканин і органів веде до їх захворювань, а підвищення температури тіла на 1°С і вище неприпустиме через можливі незворотні зміни.

Дослідження засвідчили, що вплив ЕМП високих частот, і особливо надвеликих частот, на живий організм виявляється і при інтенсивностях нижче теплових порогів, тобто має місце їхній нетепловий вплив, що, як припускають, є наслідком низки мікропроцесів, які відбуваються під дією поля.

Негативний вплив ЕМП викликає зворотні, а також незворотні зміни в організмі: гальмування рефлексів, зниження кров’яного тиску (гіпотонія), уповільнення скорочень серця (брадикардія), зміну складу крові до збільшення числа лейкоцитів і зменшення еритроцитів, помутніння хрусталика ока (катаракта).

Суб’єктивні критерії негативного впливу ЕМП – головний біль, підвищена втомлюваність, дратівливість, порушення сну, задуха, погіршення зору, підвищення температури тіла.

Поряд з біологічною дією, електростатичне поле й електричне поле промислової частоти зумовлюють виникнення розрядів між людиною та іншим об’єктом, що має інший, ніж у людини, потенціал. Зареєстровані при цьому струми не становлять особливої небезпеки, але можуть викликати неприємні відчуття. У будь-якому випадку такому впливові можна запобігти шляхом простого заземлення великогабаритних (автобус, дах дерев’яного будинку та ін.) і протяжних (трубопровід, дротяна огорожа і т.п.) об’єктів, тому що на них через великі розміри накопичується достатній заряд та істотний потенціал, що можуть зумовити помітний розрядний струм.

Останнім часом з’являються публікації про можливий вплив неінтенсивних магнітних полів на виникнення злоякісних захворювань. Зокрема, учені Швеції зафіксували у дітей до 15 років, які проживають біля ЛЕП, захворюваність на лейкемію в 2,7 рази частіше, ніж у контрольній групі, вилученої від ЛЕП.

Існує велика кількість гіпотез, які пояснюють біологічну дію магнітних полів. Загалом вони зводяться до індукції струму у живих тканинах і безпосередньому впливі поля на клітинному рівні.

Відносно нешкідливими для людини варто визнати МП, що мають порядок геомагнітного поля і його аномалій, не більш 0,15-0,2 кА/м. При більш високій напрузі МП починає виявлятися реакція на рівні організму. Характерною рисою цих реакцій є тривала затримка відносно початку дії МП, а також яскраво виражений кумулятивний ефект при тривалій дії МП. Зокрема, дослідження засвідчили, що людина починає відчувати МП, якщо воно діє не менш 3-7с. Це відчуття зберігається якийсь час (близько 10 с) і після закінчення дії МП.

Цікаві дані отримані проф. А.В. Сосуновим: постійне магнітне поле напругою 48 кА/м стимулювало зростання ракових клітин у культурах тканин, а при напрузі 160 кА/м більшість ракових клітин гинуло.

Щодо впливу магнітних полів наведемо результати експериментів Інституту гігієни праці ім. Ф. Ф. Ерисмана. Співробітники цього інституту встановили, що вода, оброблена магнітним полем в 160 А/м, не викликає серйозних змін в організмі піддослідних пацюків. Коли ж пацюки починали пити воду, оброблену більш сильним магнітним полем (400 кА/м), то в них виникали передпатологічні зміни в нервовій і кровоносній системах, а також у самій крові. Усе це вказує на неоднозначність реакцій організму на вплив ЕМП, насамперед його магнітної складової, і вказує на велику обережність при використанні ЕМП, а також старанність і серйозне обґрунтування при гігієнічному нормуванні полів.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Способи і засоби захисту від дії електричного струму	\|	Фактори ризику при роботі з комп’ютерами

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.015 сек.