Влияние электромагнитных полей на живые организмы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации»

Факультет менеджмента и экономики транспортных систем

Кафедра интермодальных перевозок и логистики

РЕФЕРАТ

На тему: «Влияние электромагнитных полей на живые организмы»

Выполнил

Букловский Евгений Игоревич

Студент 359 группы 1 курса

Город Санкт-Петербург 2015г



Содержание

электромагнитный радиоизлучение человек

Введение

Глава I. Виды электромагнитного излучения

1.1 Электромагнитное излучение

1.2 Радиоволны

1.3 Оптическое излучение

1.4 Жёсткое излучение

Глава II. Виды антропогенного электромагнитного излучения

2.1 Атмосферное электричество

2. Радиоизлучения Солнца и галактик

2.3 Геомагнитное поле

2.4 Электрическое поле Земли

Глава III. Воздействие ЭМВ на живые организмы

3.1 Возможные механизмы биологического действия

3.2 Воздействие электромагнитного излучения на химические реакции

3.3 Воздействие электромагнитного поля на клетку

3.4 Воздействие электромагнитного поля на ткани

3.5 Воздействие электромагнитного поля на микроорганизмы

3.6 Воздействие электромагнитного поля на растения

3.7 Воздействие электромагнитного поля на насекомых

3.8 Воздействие электромагнитного поля на птиц и млекопитающих

3.9 Воздействие электромагнитного поля на человека

Глава IV. Воздействие ЭМВ на окружающую среду

4.1 Воздействие электромагнитного поля на водные экосистемы

4.2 Воздействие электромагнитного поля на почвенные экосистемы

Глава V. Рекомендации по защите от ЭМВ

5.1 Электропроводка

5.2 Бытовые электроприборы

5.3 Средства сотовой связи

5.4 Персональные компьютеры

Заключение

Список литературы



Введение

Все многообразие живого на нашей планете возникло, эволюционировало и ныне существует благодаря непрерывному взаимодействию с различными факторами внешней среды, приспосабливаясь к их влиянию и изменениям, используя их в процессах жизнедеятельности. И большинство этих факторов имеют именно электромагнитную природу. На протяжении всей эпохи эволюции живых организмов электромагнитные излучения существуют в среде их обитания - биосфере. Учёные последовательно обнаруживали всё новые природные электромагнитные излучения в различных диапазонах электромагнитного спектра.

Электромагнитные поля и излучения буквально пронизывают всю биосферу Земли, поэтому можно полагать, что все диапазоны естественного электромагнитного спектра сыграли какую-то роль в эволюции организмов, и что это как-то отразилось на процессах их жизнедеятельности. С развитием цивилизации, существующие естественные поля дополнились различными полями и излучениями антропогенного происхождения, и они играют важную роль для всего живого на Земле. Человек при помощи радиотехнических и радиоэлектронных приборов создал невидимую электромагнитную паутину, в которой мы все находимся. Особенно сильно она разрослась в последние годы. Мощные линии электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, не менее мощные и многочисленные радио- и телепередающие станции, космические ретрансляторы - все они влияют на общую картину воздействия электромагнитных полей.

Интенсивное использование электромагнитной и электрической энергии в современном информационном обществе привело к тому, что в последней трети XX века возник и сформировался новый значимый фактор загрязнения окружающей среды - электромагнитный. К его появлению привело развитие современных технологий передачи информации и энергии, дистанционного контроля и наблюдения, некоторых видов транспорта, а также развитие ряда технологических процессов. В настоящее время мировой общественностью признано, что электромагнитное поле искусственного происхождения является важным значимым экологическим фактором с высокой биологической активностью.

Проблема электромагнитной безопасности и защиты окружающей природной среды от воздействия ЭМП приобрела большую актуальность и социальную значимость, в том числе на международном уровне.

Объект исследования - электромагнитное излучение

Цель работы - изучение воздействия электромагнитного излучения на окружающую среду.

Задачи:

1) Произвести обзор существующих источников электромагнитного излучения.

2) Проанализировать биологические эффекты действия электромагнитного загрязнения на живые организмы и экосистемы.



Глава I. Виды электромагнитного излучения

1.1 Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) -- распространяющееся в пространстве возмущение электрических и магнитных полей. Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту и длину волны. Длина волны зависит от скорости распространения излучения. Скорость распространения электромагнитного излучения (фазовая) в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Электромагнитные волны -- это поперечные волны (волны сдвига), в которых вектора напряжённостей электрического и магнитного полей колеблются перпендикулярно направлению распространения волны, но они существенно отличаются от волн на воде и от звука тем, что их можно передать от источника к приемнику, в том числе и через вакуум.

Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам. Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме.

Распространение электромагнитных волн, временныме зависимости электрического E (t) и магнитного H (t) полей, определяющий тип волн (плоские, сферические и др.), вид поляризации и прочие особенности зависят от источника излучения и свойств среды.



Таблица 1. Диапазоны электромагнитного излучения

Вид излучения	Длина волны, м	Частота волны, Гц
радиоволны	103 - 104	3·105 - 3·1012
световые волны: 1) Инфракрасное излучение 2) Видимый свет 3) Ультрафиолетовое излучение	5·10-4 - 8·10-7 8·10-7- 4·10-7 4·10-7 - 10-9	6·1011 - 3,75·1014 3,75·1014 - 7,5·1014 7,5·1014 - 3·1017
рентгеновское излучение	2·10-9 - 6*10-12	1,5·1017 - 5·1019
гамма-излучение	<6·10-12	>5·1019

Электромагнитные излучения различных частот (таблица 1) взаимодействуют с веществом также по-разному. Процессы излучения и поглощения радиоволн можно описать с помощью соотношений электродинамики; а для волн оптического диапазона и жестких лучей необходимо учитывать их квантовую природу.

1.2 Радиоволны

Из-за больших значений л распространение радиоволн можно рассматривать без учёта атомистического строения среды. Исключение составляют только самые короткие радиоволны, примыкающие к инфракрасному участку спектра. В радиодиапазоне слабо сказываются и квантовые свойства излучения.

Радиоволны возникают при протекании по проводникам переменного тока соответствующей частоты. И наоборот, проходящая в пространстве электромагнитная волна возбуждает в проводнике соответствующий ей переменный ток. Это свойство используется в радиотехнике при конструировании антенн.

Естественным источником волн этого диапазона являются грозы. Считается, что они же являются источником стоячих электромагнитных волн Шумана.



1.3 Оптическое излучение

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую оптическую область спектра в широком смысле этого слова. Выделение такой области обусловлено не только близостью соответствующих участков спектра, но и сходством приборов, применяющихся для её исследования и разработанных исторически главным образом при изучении видимого света (линзы и зеркала для фокусирования излучения, призмы, дифракционные решётки, интерференционные приборы для исследования спектрального состава излучения и пр.).

Частоты волн оптической области спектра уже сравнимы с собственными частотами атомов и молекул, а их длины -- с молекулярными размерами и межмолекулярными расстояниями. Благодаря этому в этой области становятся существенными явления, обусловленные атомистическим строением вещества. По этой же причине, наряду с волновыми, проявляются и квантовые свойства света.

Самым известным источником оптического излучения является Солнце. Его поверхность (фотосфера) нагрета до температуры 6000 градусов и светит ярко-жёлтым светом. Излучение оптического диапазона возникает при нагревании тел (инфракрасное излучение называют также тепловым) из-за теплового движения атомов и молекул. Чем сильнее нагрето тело, тем выше частота его излучения. При определённом нагревании тело начинает светиться в видимом диапазоне (каление), сначала красным цветом, потом жёлтым и так далее. И наоборот, излучение оптического спектра оказывает на тела тепловое воздействие.

Кроме теплового излучения источником и приёмником оптического излучения могут служить химические и биологические реакции. Одна из известнейших химических реакций, являющихся приёмником оптического излучения, используется в фотографии.



1.4 Жёсткое излучение

В области рентгеновского и гамма-излучения на первый план выступают квантовые свойства излучения. Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и пр.), а также в результате процессов, происходящих внутри электронных оболочек атомов. Гамма-излучение появляется в результате процессов, происходящих внутри атомных ядер, а также в результате превращения элементарных частиц. Оно появляется и при торможении быстрых заряженных частиц.



Глава II. Виды антропогенного электромагнитного излучения

2.1 Атмосферное электричество

Атмосфериками называют ЭМП, создаваемые атмосферными разрядами. Частотный диапазон атмосфериков широк - от сотен герц до десятков мегагерц. Их интенсивность максимальна на частотах вблизи 10 кГц и убывает по мере возрастания частоты. В районах, близких к местам грозовых разрядов, напряжённости электрической составляющей ЭМП атмосфериков - порядка десятков, сотен и даже тысяч В/м на частотах, близких к 10 кГц.

Основными очагами атмосфериков являются континенты тропического пояса, а к высоким широтам интенсивность грозовой деятельности убывает.

Известна суточная и сезонная периодичность грозовой деятельности. Грозовая деятельность связана также с солнечной активностью: во время вспышек на Солнце атмосферики значительно усиливаются.

2.2 Радиоизлучения Солнца и галактик

Частотный диапазон радиоизлучения Солнца и галактик довольно широк - от 10 МГц до 10 ГГц. Интенсивность солнечного радиоизлучения напрямую связано с солнечной активностью. Поток радиоизлучений из галактик на частоте 100 МГц составляет по порядку величины Вт/м²/ МГц.

Интенсивность этих радиоизлучений изменяется с суточной периодичностью, что связано с вращением Земли относительно источников излучений. Кроме того, радиоизлучения изменяются по интенсивности с периодичностью 27-28 дней, связанной с вращением Солнца, и, наконец, с 11-летней периодичностью солнечной активности.



2.3 Геомагнитное поле

Земля обладает магнитным полем, неоднородным по своей структуре и динамическим свойствам. По классификации Б.М.Яновского, геомагнитное поле является суммой нескольких полей:

- Поля, создаваемого однородной намагниченностью земного шара.

- Поля, создаваемого неоднородностью глубоких слоев земного шара, материкового поля.

- Поля, обусловленного различной намагниченностью верхних частей коры, аномального поля.

- Поля, источник которого находится вне Земли, внешнего поля.

- Поля вариаций, вызванного причинами, лежащими вне Земли.

Геомагнитное поле может искажаться, при этом возникают аномалии:

- Материковые, площадь которых сопоставима с континентами.

- Региональные, занимающие площадь в десятки или сотни квадратных километров.

- Локальные - возникают там, где магнитные породы залегают у поверхности Земли.

Геомагнитное поле состоит из постоянного и переменного полей. Переменное геомагнитное поле может изменяться - это спокойные и возмущенные вариации, амплитуды и фазы которых изменяются в течение суток и на протяжении года в зависимости от солнечной активности; это геомагнитные пульсации - электромагнитные волны очень низкой частоты, наблюдающиеся на поверхности Земли. Следовательно, магнитное поле Земли находится в непрестанном изменении, сложность которого отражают изменения различных параметров. Вопрос о биологической значимости геомагнитного поля дискуссионен. Исследования показали, что колебания функционально-динамических параметров живых организмов не случайны, а упорядочены. Сравнительный анализ обнаружил наличие синхронности и синфазности самых разнообразных проявлений жизнедеятельности в биосфере.

2.4 Электрическое поле Земли

В атмосфере Земли существует электрическое поле (Е_З), направленное вертикально к земной поверхности так, что эта поверхность заряжена отрицательно, а верхние слои атмосферы - положительно. Напряжённость этого поля зависит от географической широты: она максимальна в средних широтах, а к экватору и полюсам убывает. С увеличением расстояния от поверхности Земли Е_З убывает примерно по экспоненциальному закону (около 5 В/м на высоте 9 км).

Величина Е_З испытывает периодические годовые и суточные изменения. Суточные изменения носят как общепланетарный, так и местный характер. Над различными по широте областями океана и в полярных областях суточное изменение Ез происходит по единому универсальному времени и называется унитарной вариацией. Эта вариация связана с суммарной грозовой деятельностью по Земному шару, претерпевающей такие же суточные изменения. Над остальными областями суши суточное изменение Ез связано ещё и с местной грозовой деятельностью и может значительно варьировать в зависимости от времени года.



Глава 3. Воздействие ЭМВ на живые организмы

3.1 Возможные механизмы биологического действия

Проведенный анализ литературы показал, что до настоящего времени в РФ не проводилось комплексных и методически грамотных исследований воздействия ЭМП различных источников на окружающую среду. Как правило, в работах изучается реакция отдельных особей или различных видов живых организмов на воздействие ЭМП.

Основное внимание в проведенных исследованиях уделялось изучению непосредственного влияния электромагнитного излучения на биологические объекты и обработке данных медицинской статистики в районах повышенного электромагнитного риска, но нет работ по изучению состояния и функционирования экосистем в целом в условиях действия ЭМП. Комплексным оценкам влияния "вклада" каждого конкретного источника электромагнитного загрязнения с учетом экологической, ландшафтной, демографической, градостроительной и иных особенностей должного внимания не уделялось. А именно эти оценки позволяют определить зоны воздействия каждого конкретного источника загрязнения, возможный экономический ущерб, разработать комплекс мер по его предотвращению, что отвечает условиям дальнейшей экологизации социально-экономических отношений.

Механизм действия электромагнитного излучения на живые организмы до сих пор окончательно не расшифрован. Существует несколько гипотез, объясняющих биологическое действие электромагнитного поля. В основном они сводятся к индуцированию токов в тканях и непосредственному воздействию поля на клеточном уровне, в первую очередь с его влиянием на мембранные структуры. Предполагается, что под действием электромагнитного поля может изменяться скорость диффузии через биологические мембраны, ориентация и конформация биологических макромолекул, кроме того, состояние электронной структуры свободных радикалов. По-видимому, механизмы биологического действия электромагнитного поля имеют, в основном, неспецифический характер и связаны с изменением активности регуляторных систем организма.

В мировой практике исследований различают два вида воздействия электромагнитных полей на биологические объекты:

- тепловое действие, к которому относят потери на токи проводимости и смещения в тканях организма, обладающих конечным удельным сопротивлением, отражение на границах раздела и, в частности, на границе "воздух - ткань", глубину проникновения в ткани, стоячие волны в замкнутых объемах, перераспределение энергии через кровь;

- специфическое действие, которое проявляется во множестве явлений и эффектов, например, резонансное поглощение электромагнитной энергии белковыми молекулами (это объясняет мутагенные явления), прямое и непрямое воздействие на центральную нервную систему, нервно-мышечные эффекты, явление "жемчужной нити" (выстраивание суспензированных молекул параллельно силовым линиям поля, что приводит к разрывам молекулярных связей), поляризация молекул и др.

Известно, что биологическая активность электромагнитных излучений возрастает с уменьшением длины волны, что приводит к большей "агрессивности" действия полей радиочастот по сравнению с полями промышленной частоты.

Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При этом следует ожидать, что биологическая активность ЭМП будет различной в отношении экосистем, обладающих различной устойчивостью (толерантностью) к действию этого фактора. Известно, что существуют природные экосистемы с очень хрупкой организацией, когда малейшее вмешательство человека вызывает серьезные нарушения в функционировании сообщества, и на восстановление гомеостаза требуется длительное время. В этом случае техногенные ЭМП могут оказаться лимитирующим для экосистемы фактором и сильно изменить ее свойства.

При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия. Поглощение ЭМП в тканях организма связано с преобразованием электромагнитной энергии в тепловую. Но заметный нагрев тканей возможен лишь при достаточно высоких напряженностях ЭМП - более 10 мВт/см². Однако реакция живых организмов регистрируется при более низких интенсивностях ЭМП, которую нельзя объяснить с энергетических позиций. При относительно низком уровне ЭМП принято говорить об информационном воздействии. Понятие информационное воздействие означает формирование биологического эффекта за счет энергии самого организма, внешнее воздействие дает только толчок "информацию" для развития реакции организма.

3.2 Воздействие электромагнитного излучения на химические реакции

Живые организмы представляют собой сложные гетерогенные системы, в которых биоколлоидам и физико-химическим реакциям принадлежит ведущая роль. На основании непрерывных многолетних исследований несколькими учеными было показано, что скорость реакций в коллоидных системах зависит от солнечной активности и расположения относительно геомагнитных полюсов, причем основная причина этого - изменение под влиянием электромагнитного поля свойств воды - общего компонента реакций в живых и неживых объектах.

Снижение биохимических реакций, нарушение метаболизма, снижение энергетического потенциала во всех жизненно важных системах организма происходит при воздействии сотового телефона, компьютера и других современных радиоэлектронных средств на различные организмы как в рабочем, так и в выключенном состоянии.

3.3 Воздействие электромагнитного поля на клетку

Мишенью для инициации любого адаптирующего эффекта, в первую очередь, являются мембраны, плазматические и внутриклеточные, ограничивающие различные органеллы и внутриклеточные компоненты. Известна большая чувствительность клеточных мембран к действию самых различных химических и физических агентов, в том числе к облучению. Морфологические и функциональные нарушения мембран обнаруживаются практически сразу после облучения и при очень малых дозах. Изменение ионного состава, возникающее при этом, может инициировать в клетке пролиферативные процессы. Помимо изменения проницаемости биологических мембран и ускорения активного транспорта катионов натрия, под влиянием электромагнитного излучения происходит активация перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот и разобщение процессов окисления и фосфорилирования в митохондриях.

Электромагнитное поле воздействует на заряженные частицы и токи, вследствие чего энергия поля на уровне клетки преобразуется в другие виды энергии.

Цитогенетические исследования (выход хромосомных аббераций) показали достоверное увеличение клеток с нарушениями в экспериментальной группе по сравнению с контролем. Увеличение хромосомных аббераций было также обнаружено при облучении ЭМП воздушно-сухих семян и проростков салата (несущая частота 1,2 ГГц, частота модуляции 0,12 Гц, длительность импульса 16мс, ППЭ - 0,5;5,0; 25 мВт/см 2 , облучение проводили повторно в течение 4 суток по+ 30 мин.). Цитогенетический анализ клеток крови коров с фермы расположенной вблизи РЛС, показал повышенное количество генетических повреждений и случаев аномального гематопоэза.

3.4 Воздействие электромагнитного поля на ткани

Слабые электромагнитные поля при интенсивности менее порога теплового эффекта также влияют на изменения в живой ткани. Исследования по биологическому влиянию сотового телефона, компьютерного блока и других электронных средств проведены в ряде российских научных центров, в том числе - и на биологическом факультете Московского государственного университета. В ходе этих исследований было выяснено, что влияние этих источников проявляется в ухудшении регенерации тканей.

Атомы и молекулы в электрическом поле поляризуются, полярные молекулы ориентируются по направлению распространения магнитного поля.

В электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей, после воздействия внешнего поля возникают ионные токи.

Переменное электрическое поле вызывает, нагрев тканей живых организмов как за счет переменной поляризации диэлектрика (сухожилий, хрящей, костей), так и за счет появления токов проводимости. Тепловой эффект есть следствие поглощения энергии электромагнитного поля. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее выражены указанные эффекты (табл.1). До величины J = 10 мВт/м, условно принятой за тепловой порог, избыточное тепло отводится за счет механизма терморегуляции. Кроме того, чувствительность органов к перегреву определяется их строением. Наиболее чувствительны к перегреву органы зрения, мозг, почки, желчный и мочевой пузырь.

3.5 Воздействие электромагнитного поля на микроорганизмы

Подавляющее большинство исследований обнаруживает высокую чувствительность различных микроорганизмов к достаточно слабым полям. Однако нет систематических и крайне мало достоверных данных о наличии эффектов, направлению реакций и последующих изменений в связи с параметрами действующих ЭМП. По данным исследований, влияние различных источников ЭМП на микроорганизмы проявлялось в снижении двигательной активности и выживаемости микроорганизмов; в увеличении смертности микроорганизмов.

В результате исследования, проведенного В.И. Рыбниковой (1982) о влиянии СВЧ электромагнитных волн интенсивностью 20-40 мВт/см 2 на некоторые биологические объекты микроорганизмов (сальмонелл, золотистого стафилококка), установлено, что у облученных микроорганизмов изменяются морфологические признаки, которые передаются по наследству, биохимические свойства. Следовательно, микроволны могут действовать подобно мутагенному фактору.

3.6 Воздействие электромагнитного поля на растения

В результате многочисленных исследований выяснено, что электромагнитные волны оказывают существенное воздействие на биологические объекты, проявляющиеся в многообразии индуцированных эффектов. Как слабые, так и сильные ЭМП оказывают достаточно выраженное влияние на морфологические, физиологические, биохимические и биофизические характеристики многих растений. Влияют на рост, развитие и размножение растительных объектов. Что касается истинно генетических последствий, то однозначного ответа на этот вопрос пока нет.

Теоретически уровни электрического поля, регистрируемые вблизи воздушных линий (ВЛ) достаточны для повреждения листьев растений. Проведенные наблюдения и эксперименты по влиянию ЭМП линий электропередачи на растения показали, что наблюдается уменьшение сухого веса надземной массы растений овса, подсолнечника растущих под ВЛ, по сравнению с контролем. Отмечено отрицательное действие ЭМП на величину потенциальной нитрогеназной активности почвенной ризосферной популяции, длину проростков растений. В некоторых исследованиях, например, А. Г. Карташева, Г. Ф. Плеханова (1982) отмечается стимуляция роста и прорастания сухих семян креписа при воздействии ПеЭМП 40 кВ/м.

Широкое распространение источников РЧ излучений, ставит задачу оценки экологической защищенности различных экосистем в целом и их компонентов.

Анализ состояния компонентов экосистемы проводился по морфогенетическим и физиологическим показателям. Обнаружено изменение общего состояния березы повислой, как по показателям стабильности развития, так и по показателям эффективности фотосинтеза. Изменение фотосинтетической активности является физиологической реакций, которая может исчезать с течением времени, изменение же морфологии листа, происходящее в период его формирования, сохраняется в течение всего вегетационного периода.

При дендроэкологическом анализе рассматривали срезы сосен в возрасте 60-100 лет. Оказалось, что толщина прироста деревьев значительно уменьшалась в годы электромагнитного воздействия (уменьшение стало статистически достоверным на 3-5 год работы радиолокационной станции).

3.7 Воздействие электромагнитного поля на насекомых

Действие ЭМП на насекомых свидетельствует о том, что этот фактор может вызывать изменения в поведении, действуя на уровни информационных отношений между особями, может оказывать чисто физическое действие в силу особенностей строения тела и жизнедеятельности насекомых; может также оказывать на некоторые физиологические характеристики (обмен веществ, рост и развитие). Возможно также некоторое действие ЭМП на генетическом уровне.

Необходимо подчеркнуть, что значительная часть представителей фауны, в отличие от человека, обладает прямыми рецепторами ЭМП и использует естественные ЭМП для поддержания нормальной жизнедеятельности.

По мнению авторов, такие виды являются наиболее уязвимыми в ситуации электромагнитного загрязнения.

В районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем поля.

Наиболее распространенными реакциями насекомых (таких как стрекоз, бабочек, майских жуков, шмелей) на электромагнитное поле ЛЭП являются избегание подлета на близкое расстояние к низко расположенным проводам линии электропередачи, временная потеря ориентации и координации в пространстве вплоть до падения. При облучении полем ЛЭП сверхвысокого напряжения (40 кВ/м; 50 Гц) гусениц китайского дубового шелкопряда было зарегистрировано замедление темпов роста и развития у гусениц младшего возраста, которое компенсировалось уже у гусениц третьего. Увеличение в 2-6 раз численности особей некоторых насекомых (жука-кузьки, шпанской мушки, тли, имаго) под проводами воздушных линий (ВЛ) было зарегистрировано В.В. Аникиным, Г.В. Шляхтиным (2000), что может быть объяснено уменьшением под ВЛ численности естественных врагов и более богатым запасом пищевых ресурсов. Очень чувствительными к действию ЭМП являются пчелы. В исследовании влияния ЭМП от ВЛ-765 (60 МГц, 7 кВ/м) на пчел были обнаружены следующие эффекты: увеличение двигательной активности, аномальное отложение прополиса у входа в улей, снижение пищедобывательной мотивации, повышенный уровень смертности маток улья.

В двухлетнем полевом эксперименте проводилось облучение вегетирующих растений в течение световых дней двух летних месяцев (июнь-июль) с помощью СВЧ-установок с длиной волны 3 и 10 см и различными уровнями ППЭ от 0,15 до 1,3 мВт/см 2 при л =3 см и от 4,8 до 12,8 мВт/см 2 л =10 см. ППЭ в зависимости от расстояния от источника излучения, составляла: на длине волны 3 см - 0,15-1,3 мВт/см 2 , а на длине волны 10 см - 4,8-12,8 мВт/см 2 . Оказалось, что используемые в эксперименте мощности СВЧ-излучения достаточны, чтобы вызвать летальный исход у всех исследованных насекомых под лучом. Облучение сельскохозяйственных растений (картофель, пшеница) с аналогичными энергетическими характеристиками не вызывало их поражения и потерь урожая. Следовательно, отдельные виды насекомых оказываются значительно менее резистентны к тепловому СВЧ-воздействию по сравнению с сельскохозяйственными растениями.

При воздействии поля микроволнового СВЧ поля, также отмечали нарушение поведения муравьев, которые теряли способность "информировать" собратьев об источнике пищи.

3.8 Воздействие электромагнитного поля на птиц и млекопитающих

В районах с повышенным уровнем ЭМП возникают изменения в жизни животных, связанные прежде всего с нарушениями функционирования центральной нервной системы. Факт корреляции изменений естественных ЭМП и биологических процессов ставит проблему экологической значимости ЭМП. Ее поддерживают палеонтологические сведения о смене видового состава глубоководной фауны Атлантического океана во время инверсии магнитных полюсов земли и другие данные палеонтологических исследований.

Лабораторные исследования А. Г. Карташева, Г. Ф. Плеханова по выяснению биотропности поля ЛЭП сверхвысокого напряжения (40 кВ/м; 50 Гц) показали, что у белых мышей (экспозиция 5, 10 и 20 суток) наблюдалось развитие анемии (30 %) на 10-е сутки, которая компенсировалась развивающимся ретикулоцитозом к 20-м суткам. Биотропность поля существенно зависела от стадии онтогенеза, уровня организации и экологических особенностей биообъектов, что необходимо учитывать при экологическом нормировании электромагнитного излучения.

Анализ результатов эксперимента по изучению влияния на животных (крысы-самцы) ЭП (50 Гц) напряженностью от 100 до 5000 В/м при круглосуточном воздействии фактора позволил установить, что наблюдаются изменения общего состояния организма животных, нарушения метаболизма (белкового, углеродного и энергетического обменов и их регуляция) и процессов нейрогуморальной регуляции, кроме того при длительном непрерывном воздействии электромагнитного поля (напряженность 1-5 кВ/м) возникают изменения генеративной функции подопытных животных и их потомства (нарушения внутриутробного и постнатального его развития). При влиянии длительного прерывистого также установлены нарушения генеративной функции (напряженности поля 10-15 кВ/м), выражавшиеся в снижении плодовитости подопытных самок и изменениях внутриутробного развития потомства. Эти данные подтверждаются результатами В.Д. Дышловой, С.М. Пилявской и др. (1982), которые обнаружили после 3-4 месячного облучения мышей линии Вистар ЭМП ПЧ 15-25 кВ/м в семенниках животных морфологические и биохимические изменения интерстициальной ткани, характер которых зависел от напряженности ЭМП промышленной частоты (ПЧ). Самцы, подвергавшиеся ежедневному 5-часовому воздействию ЭМП ПЧ напряженностью 15 кВ/м, оказались бесплодными, несмотря на высокую сексуальную активность. При воздействии электромагнитного поля напряженностью 10 кВ/м самцы потомство дали, но оно развивалось хуже, чем в контроле (повышение частоты врожденных аномалий и постэмбриональной гибели, снижение интенсивности роста тела). В потомстве от самок, подвергавшихся воздействию ЭМП ПЧ напряженностью 10 и 15 кВ/м, наряду с указанными выше нарушениями, отмечено ухудшение развития шерстяного покрова. На основании полученных данных о влиянии ЭМП ВЛ на репродуктивную систему животных, можно ожидать в природных экосистемах нарушение количественного соотношения особей некоторых видов, что нарушает устойчивость экосистемы.

Результаты нескольких исследований сельскохозяйственных животных (овцы, ягнята), постоянно подвергающихся облучению ЭМП ВЛ показали, что существенных отличий по сравнению с контролем не наблюдалось в следующих показателях: продуктивности, уровнях заболеваемости и смертности. Но были обнаружены статистически достоверное снижение иммунной активности (интерлейкин-1) при продолжительном облучении.

В лабораторных исследованиях обнаружено, что облучение (60 Гц, 30 кВ/м) свиней в период сна вызывало у них беспокойство и дискомфорт, в то время как в период активности таких реакций не возникало. В исследованиях по изучению влияния ЭМП ЛЭП-345, 500, 760 (напряженность 2-15 кВ/м) на коров, было зарегистрировано увеличение случаев рождения телят с аномалиями и среднего процента смертности телят с 3,4% до 5,85%. В то же время у взрослых коров не было зарегистрировано изменений в продуктивности и биохимическом составе молока.

Проведенное Г.И. Евтушенко (1982) исследование влияния магнитного поля промышленной частоты на нервную, сердечно-сосудистую, гемато-иммунологическую, эндокринную системы животных показало, что прерывистые и непрерывные МП 7500 А/м являются биологически активными, поскольку вызвали достоверные изменения во всех показателях. Биоэффекты действия МП напряженностью 750 А/м и 75 А/м характеризовались меньшими изменениями и восстанавливались в период последействия. Результаты эксперимента Б.М. Савина с сотрудниками (1987) подтвердили высокую чувствительность иммунной системы к действию ЭП 50 Гц напряженностью 1000-50 В/м при различных режимах облучения.

Серьезные изменения в иммунологических и морфологических показателях состояния организма были выявлены у всех исследованных видов млекопитающих (рыжей и серой полевок, полевой и лесной мышей, обыкновенной бурозубки). Причем физиологические реакции имели обратимый характер и исчезали через несколько дней после завершения облучения, в то время как морфологические изменения были необратимыми.

Наблюдения за гнездовьями птиц, показали, что заселенность птицами территории, прилегающей к РЛС достоверно ниже по сравнению с контрольной территорией.

Исследования проведенные Ч. Асабаевым, Т.Ю. Бончковской (1973) позволили им сделать вывод о высокой чувствительности птиц (попугаев) к СВЧ полю - порог чувствительности птиц располагался ниже 2 мкВт/см ² .

3.9 Воздействие электромагнитного поля на человека

Человеческий организм всегда реагирует на электромагнитное поле. Однако, для того чтобы эта реакция переросла в патологию и привела к заболеванию необходимо совпадение ряда условий - в том числе достаточно высокий уровень поля и продолжительность облучения. 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.

Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.

С начала 60-х годов в СССР были проведены широкие исследования по изучению здоровья людей, имеющих контакт с ЭМП на производстве. Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которого определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Было предложено выделить самостоятельное заболевание -- радиоволновая болезнь. Это заболевание, по мнению авторов, может иметь три синдрома по мере усиления тяжести заболевания:

- астенический синдром;

- астеновегетативный синдром;

-гипоталамический синдром.

Наиболее ранними клиническими проявлениями последствий воздействия ЭМИ на человека являются функциональные нарушения со стороны нервной системы, проявляющиеся прежде всего в виде вегетативных дисфункций неврастенического и астенического синдрома. Лица, длительное время находившиеся в зоне ЭМ-излучения, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна. Нередко к этим симптомам присоединяются расстройства вегетативных функций.

Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются, как правило, нейроциркуляторной дистонией: лабильность пульса и артериального давления, наклонность к гипотонии, боли в области сердца и др. Отмечаются также фазовые изменения состава периферической крови (лабильность показателей) с последующим развитием умеренной лейкопении, нейропении, эритроцитопении. Изменения костного мозга носят характер реактивного компенсаторного напряжения регенерации. Обычно эти изменения возникают у лиц по роду своей работы постоянно находившихся под действием ЭМ-излучения с достаточно большой интенсивностью. Работающие с МП и ЭМП, а также население, живущее в зоне действия ЭМП жалуются на раздражительность, нетерпеливость. Через 1-3 года у некоторых появляется чувство внутренней напряженности, суетливость. Нарушаются внимание и память. Возникают жалобы на малую эффективность сна и на утомляемость.

Учитывая важную роль коры больших полушарий и гипоталамуса в осуществлении психических функций человека, можно ожидать, что длительное повторное воздействие предельно допустимых ЭМ-излучения (особенно в дециметровом диапазоне волн) может повести к психическим расстройствам.

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 гематоэнцефалического барьера может привести к неожиданным неблагоприятным эффектам. Особую высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.

В 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.

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.

У некоторых людей возникают проблемы со здоровьем при контакте с источниками ЭМП (ЛЭП, бытовыми приборами, видеодисплейными терминалами, мобильными телефонами и базовыми станциями). Уровни ЭМП, вызывающие реакцию организма у гиперчувствительных людей, значительно ниже уровней, обычно вызывающих неблагоприятные последствия для здоровья. Например, Генеральный директор ВОЗ Гро Харлем Брутленд является гиперчувствительной. У нее возникают сильные головные боли, не только при разговоре по сотовому телефону, но и при нахождении сотового телефона на расстоянии ближе 4 метров. При посещении ее кабинета сотрудники ВОЗ отключают свои телефоны, чтобы не создавать ей дискомфорт.

Симптомы, наиболее часто возникающие у гиперчувствительных людей:

- Нервная система (усталость, напряжение, нарушения сна)

- Кожа (покалывание, жжение, высыпания)

- Тело (ломота и боль в мышцах)

- Глаза (жжение)

- Различные менее общие симптомы, которые затрагивают уши, нос, горло, а также расстройства желудка.

По данным обзора Медицинских центров профессионального здоровья распространенность гиперчувствительности среди населения составляет несколько человек на миллион. Кроме того, существует географическая зональность в распространении гиперчувствительности и обнаруженных симптомов. Люди с гиперчувствительностью чаще встречаются в Швеции, Германии и Дании по сравнению с Великобританией, Австрией и Францией.

Современное состояние научного знания о биологическом действии сотовой связи позволяет утверждать, что использование сотового телефона детьми до 16 лет может оказывать негативное действие на их здоровье. Такой вывод сделан на основании результатов многих исследований. Детский организм по сравнению с взрослым имеет некоторые особенности, например, отличается большим соотношением длины головы и тела, большей проводимостью мозгового вещества.

Из-за меньших размеров и объема головы ребенка удельная поглощенная мощность больше, по сравнению со взрослой и излучение проникает глубже в те отделы мозга, которые у взрослых, как правило, не облучаются. С ростом головы и утолщением костей черепа уменьшается содержание воды и ионов, а значит и проводимость. Доказано, что растущие и развивающиеся ткани наиболее подвержены неблагоприятному влиянию электромагнитного поля, а активный рост человека происходит с момента зачатия примерно до 16 лет. В эту группу риска попадают также и беременные женщины, поскольку ЭМП биологически активно в отношении эмбрионов.

При разговоре беременной женщины по сотовому телефону практически все ее тело подвергается воздействию ЭМП, включая развивающийся плод. Чувствительность эмбриона к повреждающим факторам значительно выше, чем чувствительность материнского организма. Установлено, что внутриутробное повреждение плода ЭМП может произойти на любом этапе его развития: во время оплодотворения, дробления, имплантации, органогенеза. Однако периодами максимальной к ЭМП чувствительности являются ранние стадии развития зародыша - имплантация и ранний органогенез.



Глава 4. Воздействие ЭМВ на окружающую среду

4.1 Воздействие электромагнитного поля на водные экосистемы

Влияние ЭМП ВЛ на водные экосистемы. Исследования воздействия ЭМП на гидрофауну и флору очень малочисленны. Проведенные модельные эксперименты В.Г. Дувинг, Ю.А. Малининой (2000) о влиянии электромагнитного поля ЛЭП 50 Гц напряжением до 500 кВ на гидробионты Daphnia magna и Scenedesmus quadricauda показали их высокую чувствительность и возможность их использования в качестве тест-систем.

4.2 Воздействие электромагнитного поля на почвенные экосистемы

В структуре сообществ почвенной фауны (микроартоподы-сапрофаги и гамазовые клещи) и их распределении по почвенным горизонтам не было выявлено существенных изменений под действием ЭМП.

Важнейшей составной частью агроценозов является биосистема свободно живущих в почве микроорганизмов, деятельность которых определяет плодородие почв и доступность растениям питательных веществ. Комплекс почвенных микроорганизмов - это сложнейшая биосистема, обладающая рядом особенностей, которые позволяют ее отнести к довольно устойчивым системам. Однако воздействие какого-либо сильного внешнего фактора может значительно изменить соотношение определенных групп почвенных микроорганизмов или их физиологическую активность, что может привести к нарушению внутреннего равновесия системы (гомеостаза), вплоть до необратимых изменений, а в конечном итоге потере урожайности. Полученные данные позволяют предположить, что хроническое СВЧ-облучение почвы ведет к частично стерилизующему эффекту, который выражается в снижении уровня азотфиксации. Четкой дозовой зависимости не обнаружено. Снижение уровня азотфиксации может происходить за счет снижения активности фермента нитрогеназы, ответственного за фиксацию атмосферного азота, либо за счет уменьшения числа азотфиксирующих микроорганизмов.



Глава 5. Рекомендации по защите от ЭМВ

5.1 Электропроводка

Эта неотъемлемая часть жизнеобеспечения населения вносит наибольший вклад в электромагнитную обстановку жилых помещений. К электропроводке относят как кабельные линии, подводящие электричество ко всем квартирам и внутри их, так и распределительные щиты, и трансформаторы. В помещениях смежных с этими источниками уровень магнитного поля обычно повышен, а уровень электрического поля не высокий и не превышает допустимых значений.

Рекомендации по защите

В данном случае используются только предупредительные меры защиты, такие как:

- исключение длительного пребывания в местах с повышенным уровнем магнитного поля промышленной частоты;

- грамотное расположение мебели для отдыха в жилом помещении, обеспечивающие расстояние два-три метра до распределительных щитов и силовых кабелей;

- при установке полов с электроподогревом останавливать свой выбор системы на той, которая обеспечивает более низкий уровень магнитного поля;

- при наличии в помещении неизвестных кабелей или электрических шкафов, щитков обеспечить наибольшее удаление от них жилой зоны.



5.2 Бытовые электроприборы

Естественно, что все приборы, работающие на электрическом токе, являются источниками электромагнитных полей. Наиболее сильными источниками ЭМП являются микроволновые и электрические печи, кухонные вытяжки, пылесосы и холодильники с системой «no frost». Реально излучаемое ими поля разнится в зависимости от конкретных моделей, но следует заметить, что, чем выше мощность прибора, тем и магнитное поле, создаваемое им, выше. Значение же электрического поля гораздо меньше предельно допустимых значений. Наибольшее магнитное поле излучают микроволновые печи.

Рекомендации по защите

- При приобретении бытовой техники необходимо обращать внимание на отметку о соответствии прибора требованиям «Межгосударственных санитарных норм допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях»;

- использование приборов с меньшей мощностью;

- место отдыха необходимо достаточное его удаление от бытовых приборов излучающих достаточно большой уровень магнитного поля, таких как холодильники «no frost», некоторые типы полов с электрическим подогревом, телевизоры, нагреватели, блоки питания и зарядные устройства;

- размещение электрических приборов на некотором расстоянии друг от друга и удаление их от места отдыха.

5.3 Средства сотовой связи

Достаточно актуальным является вопрос биологической безопасности сотовой связи. Несмотря на его многочисленные исследования, однозначного ответа ученые так и не дали. Можно отметить лишь одно за все время существования сотовой связи ни один человек не получил явного ущерба здоровью из-за ее использования.

Сотовая связь обеспечивается радиопередающими базовыми станциями и мобильными радиотелефонами пользователей-абонентов.

Среди установленных в одном месте антенн базовой станции имеются как передающие, так и приемные антенны, которые не являются источниками ЭМП. Исходя из технологических требований построения системы сотовой связи, диаграмма направленности антенн в вертикальной плоскости рассчитана таким образом, что основная энергия излучения (более 90 %) сосредоточена в довольно узком "луче". Он всегда направлен в сторону от сооружений, на которых находятся антенны БС, и выше прилегающих построек, что является необходимым условием для нормального функционирования системы.

...